北京
来源：人民日报
李 双
近日，基于中国科学院国家天文台运行的重大科技基础设施郭守敬望远镜（LAMOST）的多类型恒星的精确参数和Gaia卫星数据，中外天文学家构建了世界上第一个亿颗恒星级消光数据库，绘制并发布了首幅覆盖全天的银河系三维尘埃消光规律图，为之后的天文观测和科学研究提供了坚实基础和全新视角。该成果以封面文章形式发表在《科学》期刊上。
图为星际尘埃示意图。
资料图片
构建出银河系三维尘埃消光规律图
星际尘埃对星光的吸收和散射会改变观测天体的光度和颜色，也就是“消光效应”，准确的“消光改正”是开展各项研究的关键。
该成果中，研究人员利用LAMOST数据训练出了光谱生成式模型，将该模型应用于Gaia超过1亿颗拥有低分辨率光谱的恒星数据，从而构建出了首幅覆盖全天的、深度可达1.6万光年的银河系三维尘埃消光规律图。
正是LAMOST大视场多目标光谱获取能力，才使研究者获得了大量银盘内的处于中、高消光区恒星的准确参数；正是LAMOST数据中恒星类型的多样性和分布广泛性，使得依托LAMOST数据训练的模型可以被应用于1亿余颗的恒星。该成果将迄今已测量的银河系恒星视线数提高了两个数量级，解锁了银河系尘埃消光认知的新维度。
发布数量连续10余年居世界第一
LAMOST是我国自主研制的世界上口径最大的大视场望远镜，推开了大规模光谱巡天的大门。2012年投入正式运行以来，构建了目前国际上天区覆盖最完备、巡天体积和采样密度最大、统计一致性最好、样本数量最多的天文数据集。
每年3月，新一批的LAMOST观测数据都会向国内天文学家发布，一年半的保护期过后免费向全世界公开发布。目前，LAMOST已发布了12次光谱数据，发布数量连续10余年居世界第一。多达2500万条的光谱成为天文学家开展研究的宝贵资源。近年来，LAMOST光谱数据库已逐步完成了与国际天文界主要数据库的互联互通，实现了更大程度的开放共享，进一步发挥了LAMOST大样本优势。
“光谱数据超市”全球共享
LAMOST光谱数据的诞生经历了复杂而精细的过程，包括观测目标选取、夜间观测、数据采集、数据处理与分析、数据质量控制和数据发布等环节。
首先，天文学家根据科研需要列出观测星表，给出需要观测的目标和优先级，经筛选和光纤分配后，工作人员制定每日的观测计划。
夜幕降临，天气晴朗，望远镜便开启星空之旅，一次观测能同时对准4000个天体，捕捉星光，这些星光通过光纤传输到望远镜的16个光谱仪中，光谱仪把收集到的光按不同颜色分开，形成一条条光谱。这些光谱信息被探测器记录下来，就成了原始观测数据。
原始的数据随后被传到北京数据中心，工作人员再将这些数据深入处理，主要包括去除噪声等“杂质”，校正一些仪器本身带来的误差，从而获得纯净的光谱。随后将处理后的数据进行分类，测量参数并检查数据质量，确保数据产品准确可靠。
最后数据被整理到一个专门数据库里，通过数据发布网站发布出去。这个网站就像天文学家的“光谱数据超市”，研究人员随时按需下载，开展各项研究。
目前，来自全球236所科研机构的1700余名用户正在利用LAMOST数据开展研究。光谱数据助力天文学家开展了迄今最为系统化的银河系研究，并在恒星物理、特殊天体搜寻、系外行星等方面均取得了一系列突破性成果，发表高质量论文1900余篇。科学产出已步入国际大型（6—10米）天文望远镜的先进行列，代表性成果包括揭示银河系早期形成和演化历史，发现超大质量黑洞和罕见的小黑洞，发现第一代恒星的化学遗迹等，推动诸多前沿领域的研究取得国际领先优势。
（作者为中国科学院国家天文台高级工程师）
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