“10米左右口徑光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡是天文界的溫飽水平，是生活必需品。”中國(guó)科學(xué)院院士、天體物理學(xué)家韓占文近日在香山科學(xué)會(huì)議上指出，我國(guó)應(yīng)盡快開展大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡建設(shè)，加快光學(xué)天文的發(fā)展。

7月13—15日，聚焦大科學(xué)裝置建設(shè)與應(yīng)用的香山科學(xué)會(huì)議“大科學(xué)裝置前沿研究”專題討論會(huì)在北京召開，除了廣受關(guān)注的天文望遠(yuǎn)鏡之外，會(huì)議還圍繞粒子物理、核物理、強(qiáng)磁場(chǎng)、綜合極端條件、先進(jìn)光源、中子源及交叉學(xué)科等領(lǐng)域大科學(xué)裝置的基礎(chǔ)前沿問題進(jìn)行了深入討論。

呼吁盡快建設(shè)大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡

天文學(xué)是以觀測(cè)為基礎(chǔ)的科學(xué)，且光學(xué)天文具有其他觀測(cè)波段不可比擬的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前，歐美國(guó)家已建成了十余臺(tái)4—10米口徑的大中型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，而我國(guó)在這一量級(jí)僅有1臺(tái)4米級(jí)的郭守敬望遠(yuǎn)鏡(LAMOST)，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)副臺(tái)長(zhǎng)劉繼峰認(rèn)為，“我國(guó)光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡設(shè)備發(fā)展已遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)際水平”。為此，北京大學(xué)科維理天文與天體物理研究所所長(zhǎng)何子山建議，“我國(guó)需要優(yōu)先發(fā)展口徑比較大的光學(xué)通用望遠(yuǎn)鏡”。

天文學(xué)觀測(cè)是分波段進(jìn)行的，根據(jù)波長(zhǎng)的長(zhǎng)短，可分別利用射電望遠(yuǎn)鏡、光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、紫外望遠(yuǎn)鏡、X射線望遠(yuǎn)鏡和γ射線望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行。在射電領(lǐng)域，我國(guó)已經(jīng)擁有了“中國(guó)天眼”FAST;在空間天文領(lǐng)域，中國(guó)空間站望遠(yuǎn)鏡也已在計(jì)劃之中;但在光學(xué)天文方面，劉繼峰表示，“大型光學(xué)天文設(shè)施的缺乏已成為阻礙我國(guó)天文觀測(cè)體系充分發(fā)揮潛力的瓶頸，急需補(bǔ)齊短板”。中國(guó)科學(xué)院院士、LAMOST項(xiàng)目總工程師崔向群也認(rèn)為，“光學(xué)天文上不去，我國(guó)要成為天文強(qiáng)國(guó)是不可能的，因此光學(xué)的發(fā)展是當(dāng)務(wù)之急”。

期待展開全頻段觀測(cè)

中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)研究員李婧介紹說，射電天文分為低頻射電和高頻射電兩部分，F(xiàn)AST作為當(dāng)前低頻射電的代表，自運(yùn)行以來已在快速射電暴、毫秒脈沖星等多個(gè)領(lǐng)域取得了世界領(lǐng)先的成果。為延續(xù)我國(guó)的現(xiàn)有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，我國(guó)科學(xué)家計(jì)劃以FAST為基礎(chǔ)，建設(shè)大型望遠(yuǎn)鏡干涉陣列，以實(shí)現(xiàn)更高精度的定位并進(jìn)一步提高搜尋效率。

北京大學(xué)教授、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員李柯伽告訴記者，“大型干涉陣的推進(jìn)將在快速射電暴、宇宙再電離、脈沖星、星系、行星、太陽系深空探測(cè)等領(lǐng)域取得重大突破”。

在FAST的領(lǐng)航下，李婧期待著可以進(jìn)一步展開自主的全頻段觀測(cè)。據(jù)李婧介紹，在高頻射電方面，我國(guó)的觀測(cè)設(shè)施幾乎空白，而發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建成了阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣列望遠(yuǎn)鏡(ALMA)，為黑洞照片的拍攝起到了關(guān)鍵作用。李婧表示：“其實(shí)我國(guó)已經(jīng)擁有了成熟的亞毫米波技術(shù)儲(chǔ)備，國(guó)際大型項(xiàng)目中都有我國(guó)技術(shù)的身影。目前，我們已經(jīng)在青藏高原勘察到了合適的臺(tái)址，期待在近期自主建設(shè)一臺(tái)15米亞毫米波望遠(yuǎn)鏡，并使其主要性能達(dá)到國(guó)際前沿。”崔向群認(rèn)為，“我國(guó)在這一波段已具有很高的技術(shù)水平，但一直沒有自主的觀測(cè)設(shè)備，是很可惜的。”中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員鄭曉年也建議盡快啟動(dòng)項(xiàng)目建設(shè)。

多點(diǎn)并進(jìn)推動(dòng)重大科學(xué)問題突破

大科學(xué)裝置的建設(shè)與使用將促進(jìn)研究方法和技術(shù)的創(chuàng)新，有利于重大科學(xué)瓶頸問題的突破。

中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院副院長(zhǎng)邰仁忠介紹，我國(guó)已建成包括同步輻射光源、自由電子激光、空間環(huán)境地面模擬裝置(地面空間站)等在內(nèi)的多臺(tái)大科學(xué)裝置并開展了多學(xué)科交叉研究工作。

上海交通大學(xué)與中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院聯(lián)合開展了利用同步輻射X射線技術(shù)進(jìn)行猴腦成像的研究;散裂中子源科學(xué)中心利用中子散射優(yōu)勢(shì)，推進(jìn)與材料相關(guān)的基礎(chǔ)問題突破;中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心依托地面空間站模擬空間環(huán)境，為探尋面向未來的空間生命科學(xué)和航天醫(yī)學(xué)研究的新途徑提供借鑒。在“十四五”時(shí)期，我國(guó)還將重點(diǎn)在能源、材料、信息、環(huán)境和生命健康等領(lǐng)域，依托大科學(xué)裝置取得更多標(biāo)志性成果。

與會(huì)專家認(rèn)為，大科學(xué)裝置本身具有非常強(qiáng)的帶動(dòng)作用，希望通過此次會(huì)議可以進(jìn)一步統(tǒng)籌大科學(xué)裝置發(fā)展，進(jìn)一步考慮怎樣進(jìn)行有組織的大科學(xué)研究、怎樣綜合利用我國(guó)現(xiàn)有的大科學(xué)裝置為大科學(xué)研究服務(wù)，尤其要重點(diǎn)關(guān)注可以打開科學(xué)大門、引領(lǐng)整個(gè)學(xué)科發(fā)展的重大科學(xué)前沿。(陳杰)