南京紫金山天文台：“中国眼”穿透星云，紫台展“银河画卷”

□南京日报/紫金山新闻记者 张安琪

12月11日，中国科学院紫金山天文台（以下简称紫台）。一张长条状的红、绿、蓝三色图出现在媒体面前。 

“这是团队用巡天数据绘制的一张银河画像，是我见过的最美的一张。”紫台研究员、“银河画卷”巡天计划总负责人杨戟说。 

“可以简单理解为，里面大概有10万个‘太阳’。”紫台副研究员苏扬补充道。 

紫台助理研究员张少博手指图中的亮点，“这些亮到发黄、发红的区域，很可能正在诞生一颗恒星。” 

当天，中国科学院紫金山天文台“银河画卷”（MWISP）巡天计划正式向全球公开释放其首批毫米波分子谱线观测数据。此次数据公开释放，是中国对全球天文学界的一项重要贡献，标志着中国在毫米波星际分子谱线天文基础数据领域正从“参与者”向“驱动者”转变。 

给银河做“普查”，探究起源问题

巡天，其实就是“普查”工作，是天文学家发现未知天体、探寻宇宙奥秘的一种基本方式。 

“银河画卷”巡天计划是由紫台自2011年开始的一项大规模毫米波分子谱线巡天计划。主要“普查”对象是星际一氧化碳（CO）分子气体发出的毫米波信号。巡查范围为北天银道面附近（银经10-230度，银纬+/-5.25度）2310平方度天区。 

“星际分子云是恒星形成的温床。研究它，是理解‘起源问题’的一个重大科学前沿。而CO不仅是星际分子中最普遍的一种分子，更是最强辐射的分子气体。”杨戟介绍，通过观测CO及其两个同位素，可以理解从星际分子云到恒星形成的过程。 

苏扬补充解释说，“我们所在的银河系是盘状结构，中央平面就是银道面。银道面附近，星际分子云分布最密集。银纬+/-5.25度就是银道面上下5度多的视角，银经则是横向的。” 

此次公布的便是“银河画卷”巡天计划一期2011年至2022年累计获取的超过1亿条谱线数据，是目前最完备的毫米波CO分子谱线数据库，为研究银河系气体循环和恒星形成过程提供了高精度、多谱线联合分析的银河系分子气体“三维星图”和“普查报告”。其数据成果对理解银河系物质分布与结构及气体生态循环具有不可替代的基础支撑价值。

已支撑多项重磅成果，可辅助寻找地外生命

“银河画卷”巡天数据有什么用？ 

中国科学院、国家航天局、中国载人航天工程办公室联合发布《国家空间科学中长期发展规划（2024—2050年）》，明确部署实施地外生命探寻等项目。 

“构成生命的基本成分就散布在浩瀚的气体和尘埃构成的分子云之中。”苏扬介绍，“银河画卷”巡天数据对寻找星际有机物质的分布有引导作用，或可辅助寻找地外生命。 

今年2月，紫台研究团队更新了银河系外缘旋臂图像，数据支撑也来自“银河画卷”。 

旋臂，是银河系标志性结构，由大量年轻的恒星、浓密的气体和尘埃组成，是恒星形成的“摇篮”。但是由于我们深处银河之中，仅能从内部“窥探”它的结构，因此对于银河系旋臂的整体图像总是“不识庐山真面目 ”。 

张少博介绍，新更新的银河系外缘旋臂图像，覆盖了银盘面上约2/3方位角、银心距约8—26千秒差距范围内的分子气体旋臂结构，较以往同类观测扩大了约1.5倍，拓展了人们对银河系的认知。 

据了解，基于“银河画卷”一氧化碳分子气体巡天数据，紫台研究团队探测到超过10万个星际分子云，不仅发现了银河系最远的分子旋臂，还发现了环绕银河系中心区域的高速气体束流。 

“这股巨大的分子气体流在向银河系中心汇聚，从侧面佐证了银河系中心确有一个黑洞。”苏扬说，“不过大家不用担心，我们距离这个黑洞有上万光年。” 

“数据对天体起源、恒星演化、银河系结构、星际物质循环、高能天体物理过程等前沿研究都是必不可少的。”紫台副研究员闫庆增介绍，从这批数据中，“银河画卷”团队已经获得了多项前沿发现，发表论文100余篇。此次数据公布后，希望能助力来自世界各地的众多科研团队开展研究。 

从“追赶”到“领跑”，观测效率提升近60倍

“银河画卷”巡天计划是我国唯一在毫米波段的巡天项目，依托位于青海德令哈的紫金山天文台13.7米口径毫米波射电望远镜开展。 

但其实，我国在全球这一领域属于“后来者”。 

杨戟介绍，20世纪70年代国际上已有国家开始布局建设毫米波射电望远镜。我国也开始同步布局，并于1990年初步建成13.7米毫米波射电望远镜。1996年，该望远镜后端的3毫米波段半导体接收机通过工程验收。但这座望远镜在国际上同频段的望远镜中属于中等口径，视场相对较小，观测范围有限。 

转折发生在2010年底。历时多年技术攻关和研制，杨戟带队成功自主研发出我国射电天文领域第一台多波束超导成像频谱仪，将13.7米毫米波望远镜观测效率较传统模式提升近60倍，实现对银河系分子气体的高灵敏度、高分辨率精细巡天普查。 

“以前一台望远镜配一个接收器，有了多波束超导成像频谱仪，能配9个接收器，相当于以前‘独眼龙’现在则有‘9只眼’，更何况它还能同时接收CO3个同位素的谱线。另外，快速扫描观测模式的应用也使望远镜的观测效率大大提高。”杨戟介绍。 

观测技术的进步，赋予“银河画卷”巡天数据在灵敏度、动态范围、多谱线同步观测与大天区均匀采样等方面显著优势，系统超越了国际上以往的CO巡天项目。 

据悉，为期10年的“银河画卷”二期巡天计划已于2023年启动，将巡天区域扩展至银道面附近银纬正负10度的范围，未来将为多波段天文研究提供更广域的分子气体分布数据。 

期待未来更大天区覆盖范围、更高灵敏度、更高分辨率的巡天，为我们揭示更多关于银河系的秘密，将这幅“银河画卷”绘制得更加完整和精彩。