张大妈

科学重器 | 我国正建设口径达6.5米的“宽视场巡天望远镜”,它有哪些宏大的科学目标?

源自公众号:中国物理学会期刊网

01-23 17:03

中国正在建设一台名为MUST的6.5米宽视场巡天望远镜。它并非追求口径极致,而是专攻光谱巡天领域,旨在绘制人类迄今最宏伟的三维宇宙地图。这一科学重器将致力于揭示暗物质与暗能量的本质,为探索宇宙起源提供关键数据支撑,展现了我国在前沿基础科学研究中的深远布局。

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  • 我国正建设一台口径6.5米的宽视场光谱巡天望远镜MUST。

  • MUST将绘制人类历史上最宏伟的三维宇宙地图。

  • 其核心目标是揭示暗物质与暗能量的本质等基础物理问题。

  • MUST在技术上实现多项突破,如首次在6米级望远镜使用碳化硅主镜。

  • 该望远镜将填补国际天文界在2030年代亟需的光谱观测能力空白。

科学重器 | 我国正建设口径达6.5米的“宽视场巡天望远镜”,它有哪些宏大的科学目标?精华内容

在30米级望远镜时代,一台6.5米口径的设备为何能成为“科学重器”?其核心竞争力在于宽视场下的高效多目标光谱巡天能力,这使其在特定领域独树一帜。

为何是6.5米口径

即便在30米级望远镜即将问世的背景下,MUST凭借其大视场多目标光谱观测的独特优势,依然是光谱巡天赛道上的顶尖设备。它的使命是打响第五阶段宇宙学的第一枪,将宇宙大尺度结构的研究推向更早期,揭示宇宙原初时期的诸多基础物理问题。

此外,MUST项目还将承担起组织国际科学合作、培养下一代宇宙学人才、为未来更宏大观测项目积累技术经验的探路者角色,为中国未来的地面或空间观天巨镜奠定坚实基础。

核心技术突破

MUST的光学系统包含一面6.5米口径的凹面主镜、一面2.4米直径的凸面副镜和一块接近1.6米直径的宽视场改正镜,其中主镜和副镜均为国内最大。其焦面上部署了超过2万个光纤定位机器人,能精确地将遥远星系的光子引导至40多台光谱仪中。

技术层面,MUST实现了重大创新。其6.5米主镜是国际上首次在同级别地面望远镜上使用碳化硅材料,为该材料在天文领域的应用积累了关键经验。这些技术突破不仅服务于天文观测,也有望在经济民生与国防安全领域找到应用。

核心科学使命

MUST最核心的科学诉求是定义下一代大尺度结构宇宙学的前沿。通过绘制宏伟的三维宇宙物质分布地图,它将对暗能量、暗物质、中微子质量以及宇宙原初物理等重大基础性课题做出贡献。

除了核心科学目标,MUST还能兼顾银河系结构研究、星系与暗物质晕关联分析、星系与活动星系核物理探索,以及时域天体物理等众多领域。其强大的多目标光谱观测能力,将成为提供光谱数据资源的最强大设备之一。

填补国际空白

MUST的诞生瞄准了国际天文界的一个明确共识:在欧几里得、鲁宾天文台和罗曼望远镜时代,人类在光谱后随观测能力上存在重大缺口。这一缺口已被美、欧、澳、加等国的天文学十年规划列为优先事项。

MUST作为应运而生的专用光谱巡天设施,将成为2030-2040年代新一轮“光谱大发现”的重要基础。它的建成标志着中国成为继美、德法之后,又一个具备6米以上大光学镜面生产能力的国家,将极大提升整个国际天文学社区的光谱观测水平。

MUST望远镜的建设,不仅是中国在天文学领域的一次重要跃进,更是对人类探索宇宙奥秘的实质性贡献。它将开启光谱巡天的新纪元,那些来自宇宙深处的光子,或许就将通过它,带来改写教科书的全新发现。人类对宇宙的认知边界,将被进一步拓展。

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