学生风采

当前位置: 首页 · 学生风采 · 正文

参访观天巨眼,探察宇宙秋毫 —— 记广州大学天文221班国家天文台兴隆观测基地之行

发布时间:2025-01-17      作者:天文221班学生      编辑:王婷           审核人:王洪光、毛业伟

我们是广州大学天文221班本科生,也是广州大学首届天文专业本科生。2024年11月4日-11月15日,在物理与材料科学学院的袁聿海老师和裴致远老师的带领下,我们赴中国科学院国家天文台兴隆观测基地进行了为期12天的实习。这次实习,让我们从理论到实操全方位深入体验了天文学研究的工作方式,在实践中学到了天文观测的相关原理与技术知识,并掌握了面向未来天文大数据大科学的科研思辨技能和数据处理能力。这两周的实习经历让我们收获颇丰,感受良多。以下是我们实习的行记,记录了在国家天文台每天实习中让我们最为难忘的所见、所闻、所感。

1.11月4日:出发!目标:兴隆站!

秋风飒爽,艳阳初升。11月4日一早,伴着欢快的鸟鸣,我们带上厚重的行李,踏上前往国家天文台兴隆观测基地的路程。我们全班同学共处同一列高铁车厢,相互做伴,在欢声笑语中度过了从广州至北京的八个小时。

抵达北京,刚走出车厢就感到一股寒风扑面而来。虽然还未到冬季,但11月的北方对于来自南方的我们来说已然寒冷,与南方此时的气温相比,仿佛冰火两重天。我们无暇驻足观赏北京的城市风景,立刻登上驶往兴隆的列车。

到站下车后,感觉兴隆县的气温比北京更低,我们呼吸时已经能呵出“白汽”。事先预约好的出租车早已等候在站前,搭载着我们驶入巍峨的燕山山脉,向着位于山顶的中国科学院国家天文台兴隆观测基地攀登。

到达令我们神往的最终目的地时已是晚间。不愧是天文观测站的黑夜,伸手不见五指,抬头却是灿烂无比的星空。远离了城市的灯火和喧嚣,大自然回馈给了我们浪漫深邃的繁华星海。接下来两周的时间我们将与夜空的美景紧密相伴,而今夜带着旅途疲惫的我们赶紧进入宿舍安顿,为即将到来的实习充电。


11月4日广州南站站台同学们准备登上列车

2.11月5日:领略司天,洞察宇宙

11月5日,抵达兴隆观测基地的第二天,也是我们正式实习的第一日。实习伊始兴隆观测基地主任吴宏老师为我们带来的题为《时域天文与司天工程——面向动态宇宙的光学大型望远镜阵》的科学讲座。从空间看静态宇宙,从时间看动态宇宙,两者的结合便是时空的时域天文学。从讲座中我们认识到时域天文学在恒星演化、超新星爆发、星系相互作用与演化等方面的研究中均发挥了重要作用,与多信使天文学和行星科学一起被列入了国家“十四五”规划,有宏伟的未来前景。如今,随着仪器设备的更新进步,获得海量数据已非难事,但大数据时代中暂现源数据易被忽视却又十分重要。作为时域天文学领域的国家重大工程,司天工程致力于搜寻天体暂现源(如TDE过程、Gamma暴、快速射电暴等)。吴宏老师的讲座内容包括司天工程的背景、目标、困难和挑战、当前的进展等,让我们从多方面领略了这幅伟大的科学蓝图。

当晚,观测基地的李春老师带我们参观中心楼的郭守敬望远镜(LAMOST)展厅,介绍了兴隆基地的概况、LAMOST的工作原理,以及国内各大天文台站的分布情况和目前工作状况等。在这次参观中我们也看到了早期天文学家使用的各类实测仪器,包括曾经85 cm和60 cm望远镜“退休”下来的导星镜,它们映射出时代的演变和中国天文学的发展。在展厅参观最后,我们体了上世纪天文学家搜寻冥王星的艰辛——通过不同时间段拍摄的两幅星图,肉眼仔细对比,才勉强找到那个在天球位置上有微小偏移的黑点,从而发现了冥王星。这次经历让我们非常难忘,也明白了科学新发现并不完全倚靠运气,更重要的是需要有充足的耐心,在浩瀚的数据海洋中发掘新奇。

11月5日中心楼吴宏老师为我们介绍司天工程


3.11月6日:识星座,观天象 

白天,我们在兴隆观测基地的会议厅,由国家天文台驻站天文学家朱轶楠老师为我们讲解星座的知识以及天文台观测站选址的相关要求。对于天文学家来说,认识星座有着独特的意义——在天文观测时星座能够作为对观测目标在天球上定位的参照。

随着太阳落山,我们都兴奋了起来,因为今晚将在兴隆观测基地王瑞老师的指导下夜观天象,与星空对视。夜幕降临,一轮红月浮现于地平线,天上渐渐闪烁起星星点点。如此景象我们从未见过,大家纷纷拿出手机记录下目睹这一“奇观”的惊喜和感动。在王瑞老师的带领下,我们用小型天文望远镜观测正在从地平线升起的红月,以及稍后可见的木星和土星。通过今晚的观星,我们更加熟识了白天所学到的各个星座在天球上的姿态,并且实际操练了一些在天球上找星的方法,比如从今晚的夜空中非常明显的“M”形星座——仙后座的两条“边”与中心点连线延长而去,便能找到北极星。夜空中最亮的恒星是织女星,相隔不远是牛郎星,二者之间的银河清晰可见。牛郎织女的故事大家都耳熟能详,但我们还是第一次在夜空中亲眼看见它们。对天文学家来说,织女星意义非凡,很长时间以来,天文学家把织女星的亮度定为天文测光的标准零点,即 “零星等”,以此标度其它天体的亮度,这就是实测天体物理学中的 “织女星测光系统”。

今晚晴朗无云,我们观测了很多著名的天体,在之后的几天里,我们对这些观测到的原始数据进行处理、加工,最终得到一幅幅美丽的深空天体图片。

11月6日晚同学们在郭守敬望远镜(LAMOST)外空地拍摄的星空(右图为银河)


11月6日晚同学们拍摄并处理的玫瑰星云NGC 2237

11月6日晚同学们拍摄并处理的反射星云M78


4.11月7日:参观大型天文望远镜

今天,我们在王瑞老师的带领下参观兴隆站的主要天文望远镜包括郭守敬望远镜(LAMOST)、60/90 cm施密特望远镜、2.16 m望远镜、1.26 m望远镜(国家天文台-广州大学望远镜)、85 cm望远镜、80 cm望远镜和60 cm望远镜,其中的1.26 m望远镜是国家天文台与我校共建的望远镜,通过这台望远镜的观测已有很多优秀的学术产出,这让我们倍感自豪。

LAMOST2.16 m望远镜是国家天文台的标志性设备,也是我国的主力天文望远镜。LAMOST主体由三个塔楼构成,我们在反射施密特改正镜的塔楼内近距离观赏了主动光学精密且复杂的机械结构,每一个力学促动器的背后都凝聚着老一辈科研工作者留下的智慧结晶,高度自动化的主动光学为观测工作提供了极大便利。参观完主镜,我们来到了存放光谱仪的塔楼,远远望去,LAMOST主镜映射着4000根光纤的倒影,这些光纤基于国际领先的光纤定位技术而使LAMOST能够同时精确定位4000个观测目标,具备超高的光谱获取效率,可以说是当之无愧的“光谱之王”。在参观完LAMOST之后,我们来到2.16 m望远镜的园顶。如果从远处看,2.16 m望远镜的圆顶似乎与其它圆顶没有什么不同,但是走近才发觉这是一个庞然大物。作为我国自行研制的第一台两米级光学望远镜,也是当时东亚最大口径的望远镜,2.16 m望远镜为我国天文学作出了非常巨大的贡献,培养了一大批优秀的天文人才,其独特的折轴系统浓缩了老一辈科学工作者的智慧和心血。

在这次参观之前我们对于小型天文望远镜都已熟悉,但现在第一次站在这些大型设备身边,我却感受到了一种不一样的震撼。虽然在课堂上、书本里、讲义中学习过天文望远镜的原理,但亲眼所见才体会到这些原理如何应用到实际中造就了一座座观天“巨眼”。每到晴朗的夜晚,它们都会默默地记录着来自日月星辰的故事。 圆顶里辛勤工作的天文学家和望远镜观测助手留下的工作痕迹给我们留下了深刻印象,几乎在每个圆顶里的白板上都有密密麻麻的观测计划或备忘信息。对观天巨眼的拜访,增加了我们对星空的热爱、对宇宙的好奇、对知识的渴望和对梦想的执着。

值得一提的是,在60 cm望远镜圆顶的入口处堆放着一些替换下来的旧机器。它们曾经充满活力,如今静静躺在那里,仿佛诉说着过去,让我们感受到时间的流逝和科技的更迭,也让我们对曾经在这里工作的人们充满敬意。这些机器曾经是观测站的心脏,探测过星辰的秘密,见证过无数个不眠之夜,陪伴过无数天文学家和观测助手,或许还获得过有趣的发现,揭示过某个天体的独特性质,更新了我们对宇宙的认知。它们是科学探索的功臣,是知识的记录者和传承者。

午后,我们参观了兴隆基地内的公共天文台,这里存放着来自全国各地天文爱好者的天文望远镜。实习中,我们有幸使用其中两台小型望远镜,一台是125 mm消色差巡天望远镜,用于夜晚拍摄深空天体;另一台是太阳望远镜,用于白天观测太阳表面的日珥。11月的兴隆,午后3点太阳就已将至西边的山岭。在天文观测站,每当日暮西垂便意味着忙碌工作的开始。

今天的参观让我们深刻体会到,每一位观星者都是星空下的传译者和诗人,用生命和智慧转译着宇宙的故事,并书写成优美生动的篇章;科学不仅仅是冷冰冰的数据和公式,更是人类情感和梦想的载体;天文学家用自己的好奇和热爱连接着人类与星辰。“参观大型望远镜的这一天,我学到的不仅仅是望远镜本身的知识,更体会到了科学研究的真正意义——对未知的探索,对我们自己的反思。星空下,宇宙中,我们渺小而又伟大。我们的梦想将永远照亮我们探索前行的道路。”这是我们班肖佳莹同学今天参观后的感悟,也是我们全班同学的心声。


11月7日同学们参观60/90 cm施密特望远镜


11月7日同学们参观2.16 m望远镜


11月7日同学们在LAMOST过道外拍摄的燕山山脉风景


11月7日在2.16 m望远镜外同学们拍摄的LAMOST远景


11月7日同学们参观1.26 m望远镜(国家天文台-广州大学望远镜)

11月7日同学们在公共天文台观测太阳


5.11月8日:体会观测之辛,明晰科研之路

寒潮来袭,今天的阳光远没有前几日温暖,寒风凛冽。在清晨的寒冷中,我们开启了新的一天。白天我们在会议厅里,朱轶楠老师向我们讲授利用地基天文望远镜进行观测时的必备知识和基本观测流程,从观测申请开始,到观测前的准备、观测中的操作、观测后的处理等各阶段的操作步骤。

在观测申请阶段,天文工作者需要明确目标天体的类型、天体在天球上的位置坐标(包括天体处于北天区还是南天区)、天体亮度(星等)等信息,并确定要求使用的望远镜,同时还需要明确是进行何种观测(是成像观测,还是光谱观测,还是测光定标观测,还是其它类型)。当成功申请到了观测时间,在观测前需要和天文台观测站的工作人员沟通,提出观测要求,请天文台提供相应的准备,确保观测时没有差错。观测中需要明确是否需要观测者本人到场亲自操作或指导、监督整个观测过程。观测后需要处理观测到的原始数据,并及时将观测成果反馈给天文台观测站,让观测站知晓本次观测时间是否收获了有价值的科学意义,并且考虑下一步的工作计划。这场报告让我们明白,天文观测是复杂却井井有条的过程。

经过了白天的“原理”学习,晚间我们再次来到了2.16 m望远镜和60/90 cm施密特望远镜的圆顶中,亲临现场观摩了天文观测的工作过程。2.16 m望远镜的观测需要天文学家和观测助手配合完成,并且要实时进行寻星系统的校正;相比之下,60/90 cm施密特望远镜的观测过程就更加自动化一些,很多时候的观测者不必亲自来到圆顶。当看到望远镜成功观测得到数据时,我们都赞叹大型天文仪器能力的强大。遗憾的是天公不作美,后续天气条件变差所以不得不结束观测,我们只好恋恋不舍地返回。走在路上,周鹏同学情不自禁地感慨:“在这么寒冷的夜晚熬夜工作,得有多么坚强的意志力呀!”是啊,走在科研道路上必须持之以恒、坚持不懈,才能披荆斩棘、冲破艰难险阻,到达光明的目标,所以我们从现在起就要在学习生活中磨砺意志。


11月8日施密特望远镜控制室同学们看到的相机成像测试


6.11月9日:光谱仪中看彩虹

今天的实习活动格外有趣,首先是朱轶楠老师带来的《宇宙之美——从地球到可观测宇宙》第一讲。朱老师带领我们从太阳系出发,解构太阳 —— 太阳结构从内到外分为核球、辐射层、对流层、光球层、色球层和日冕层。太阳在宇宙中只是一颗极其普通的恒星,却给人类及万物带来光明与能量,我们何其幸运。

    接着,朱老师详细介绍了人类对太阳系中各行星的探测历史,包括阿姆斯特朗登月时的“一小步”,“人类的一大步”;“旅行者1号”、“旅行者2号”、“勇气号”、“机遇号”、“卡西尼号”等一架架星际探测器为人类带来的丰富科学资料,以及它们为人类探索宇宙做出的伟大贡献。

理论课程之后是更加有趣的实验课。实验指导王瑞老师给我们每人发了一套实验设备,包括一块三棱镜、一个支架和一个手电筒。支架和手电筒都是全身漆黑,被一层铁质包着,三棱镜则是安放在支架上,被打横固定在轴线上。第一项实验是用手电筒照射三棱镜,期望产生色散出现彩虹般的光谱。很多同学起初觉得简单,可当光线实际照过去的时候,却没有出现想象中的七彩条纹,透过镜子仍是一片白光。大家急切地翻转着棱镜,白光也只是泛起一丝波澜,并没有其它变化。王瑞老师建议我们投影到墙上进行调试,于是我们把折射光投影到会议厅的墙上,然后继续翻转棱镜。慢慢转一点,抬头看看,没有;再转一点,再看,有些光带似乎初见条纹端倪;再转一点……,终于在会议厅的墙上浮现出平时雨后常见的彩虹,我们竟然不由自主地欢呼了起来。实验成功的刘承烨同学点评道:“所以要知行合一!从初中就知道三棱镜分光原理,学的原理越多,实操却越少,这次实验让我深刻感受到理论和实践的区别,光知道原理不实操,行动起来可能出乱子。”

这“简单”的第一项实验做完,王瑞老师向每位实习生分发了一个简易的光谱仪,第二项实验是光谱仪的使用以及各种光谱的实测。通过光谱仪,我们亲眼目睹光被分解成彩虹状光带,观测了白炽灯、钨丝灯、紫外线灯以及紫外灯照射铕所产生的光谱,学习了不同光源光谱的特征,这是一段新奇的体验。

光谱实验结束后,王瑞老师带领我们前往器材室领取小型望远镜并进行组装。我们此前在学校就已经学会了组装小型望远镜,因此在老师尚未进入会议室的时候,我们便迫不及待地自行开始了组装。当大部分的组装工作接近完成时,王瑞老师向大家简要介绍了小型望远镜的原理,之后带着我们来到室外利用刚刚组装完成的望远镜观测远处的风景。


11月9日在中心楼会议厅同学们体验光谱实验

       

11月9日在中心楼外同学们使用自己组装的望远镜进行观测


7.11月10日:轻松逍遥游山涧,归途享用烤全羊

今天是星期日,我们放松休整一天,也安排了自己的活动。上午美美地睡到自然醒,充分地补足了实习缺的觉。

离兴隆观测基地不远处有一家口碑颇好的餐馆,据说是天文台师生聚餐的首选,我们也想品尝当地特色土菜。午后动身,打算步行下山,先到山脚村落游览,再爬山去餐馆享用晚餐。

秋日的山脉在萧肃的寒风中已渐失绿意,但沐浴在热烈的阳光中也仍然透出勃勃的生气。山路边的山楂树挂满了艳红的果实,如同灯笼般喜庆,仿佛欢迎我们的到来。在林涧小道抬头望去,屹立于山顶的LAMOST2.16 m望远镜圆顶显得庄重严肃,令人敬畏神往;向另一边远眺,是星星点点的农舍,一座小乡镇坐落在山谷的平地之上,那是我们下山旅行的终点。

山路曲折蜿蜒,时而陡峭,时而平坦,路边满是飘落的枫叶,还不时看见松鼠在林中嬉戏,沿途景色新奇,如画卷般展开。经过一片四季常青的针叶林,阳光透过叶缝洒下,鸟鸣声此起彼伏,落叶沙沙作响。山林中充满同学们的脚步声、交谈声、欢笑声。大家边走边聊,从理想未来到日常琐碎。在城市久了,被钢筋水泥压抑,此刻置身自然,心境无比宽松,眉头舒展,说话都比平时响亮。过了树林就是村落,这里的住户靠山吃山,开垦出梯田。我们走过,鸡犬相鸣,炊烟四起。当地房子与南方不同,用厚实砖块围成一层,很少有二层楼,很接地气。

我们在村中停留休息后再次上山。这次另辟蹊径,跨过梯田,穿过树林,摸索后回到主路,没想到这段路很快就走完了。最终,我们拖着疲惫身躯抵达餐馆,享用了北方独特的饮食,第一次品尝到烤全羊的美味。这一天对我们来说是别样的体验。

11月10日兴隆站外同学们即将享用的烤全羊(左)和羊杂汤(右)

8.11月11日:步入光学望远镜的世界

放松休整了一天后,我们在国家天文台兴隆观测基地的实习进入了第二周。在朱轶楠老师的引领下,我们全面系统地学习了光学望远镜的基本知识和不同类型望远镜的特性。光学望远镜根据其光路分为折射式望远镜、反射式望远镜和折反式望远镜,其中折射式望远镜视场大,但有色差,且镜筒长,占空间大;反射式望远镜口径大、贯穿深、镜筒短、占空间小,但有彗差、球差;折反式望远镜兼具折射式和反射式的优势,却又保留了它们各自的缺点。介绍完望远镜,朱老师讲解了终端接收设备的发展,从照相底片,到光电倍增管,再到如今的CCDCMOS,每一次更新都让观测数据的质量大幅提高,从技术上推动着天文学的不断发展。我们从朱老师的讲解中了解到曾经照相底片的蓝敏效应导致观测到的哈勃常数过大,这一误差被后来取代照相底片的CCD修正。今天的报告中还提到一种我们此前闻所未闻的望远镜 —— 水银望远镜(利用水银旋转形成的抛物面作为望远镜),我们的班长曹健鸿同学对这种望远镜表示出特别的兴趣,在报告结束后很长时间里都在惊叹创造出这类望远镜的科研工作者“惊世”的智慧。

报告中朱老师还为我们展示了2.16 m望远镜的终端设备 —— 北京暗天体摄谱成像仪(BFOSC)的基本结构以及各类参数。BFOSC的基本工作原理和一般光谱仪类似,但是更加精细的光学结构搭配观测能力强大的2.16 m望远镜便能极致发挥它的摄谱能力,数年的观测为我国天文学界留下了一大批优良的观测数据,推动了国内天文学的发展。

天文相机的各类参数关系到天文图像的质量。一幅品质较高的天文图像,不仅需要有前端望远镜的有力支撑,作为终端的相机同样重要,可以说望远镜决定了图像质量的下限,而终端相机决定了图像质量的上限。一台天文相机的读出噪声、暗电流、坏像元等是会直接影响输出的图像,为了减小误差,我们需要对观测数据做预处理等操作。随着半导体技术的不断成熟,相机的各类参数不断更新优化,相机的负面影响逐渐减小。



11月11日中心楼会议室课程上介绍的天文相机的各类参数

9.11月12日:巡天观测遍览宇宙

今天天气不佳,阴雨蒙蒙,因此今天的活动主要是在会议厅里学习关于天文观测的概念性知识。首先朱轶楠老师继续《宇宙之美——从地球到可观测宇宙》的第二讲《恒星和银河系之美》,即人类如何通过观测认识恒星和我们的星系家园 —— 银河系。由于我们身处银河系,所以无法领略银河系的全貌,只能通过观测获得银河系的侧向信息,然而通常的光学观测又受到银河系中尘埃的严重影响,不过通过红外窗口观测能够减小甚至消除尘埃的效应。红外观测对于天文学来说至关重要,红外天文学是目前天文学研究的前沿领域。

在今天的实习活动中,国家天文台的范舟老师为我们介绍的目前全球范围内最著名的一些巡天观测项目极大地开拓了我们的眼界。范舟老师从认识宇宙的多种多样的途径开始,简要讲述天文观测研究的过程,从选源、到观测、再到数据处理,最后是数据分析、总结。之后,范老师从望远镜的光路结构和望远镜的性能两个方面分别引入,带领我们进入巡天观测的世界。范老师形象地把巡天观测比作人口普查,浅显易懂地描述了巡天观测的意义,然后依次为我们介绍了SDSS、DSS、2MASS等全球著名的巡天观测项目及其科学目标。全世界任何人都能够共享这些巡天项目获得的观测数据。课后,冯泽晖同学对于巡天观测有自己独到的感悟:“巡天观测带来的海量数据,让我体会到我们需要具备‘高超’的计算机操作和程序设计能力,以及丰富的数据处理经验,才有可能充分发掘这些天文学的宝藏。”

11月12日在中心楼会议室范舟老师为我们介绍天文望远镜和巡天观测

10.11月13日:探寻光学望远镜的前世今生

今天,我们的学习聚焦于光学天文望远镜的发展历程,依旧由朱轶楠老师引领指导。在今天的学习过程中,我们了解到,真正意义上的第一台天文望远镜,是伽利略于1609年研制出的折射望远镜。早期的折射望远镜普遍存在由凸透镜导致的光学色差。为了解决这个问题,天文学家尝试了很多办法,比如提高望远镜的焦距,惠更斯提出的空气望远镜等,随着玻璃研磨技术的发展,消色差透镜问世,色差的问题才从根本上得到解决。然而由于折射望远镜固有的长镜筒问题,望远镜很难做到大口径,目前最大的单口径折射式望远镜是叶凯士天文台的40英寸望远镜。

相比之下,反射式望远镜避免了长镜筒问题,因而能够实现较大口径。目前世界上大口径的光学单面镜都是反射式望远镜。如今,世界上大口径的光学单面镜均为反射式望远镜。最早成功研制的反射式望远镜,当属我们熟知的牛顿式望远镜。但在此之前,格里高利式望远镜的设计就已问世,只是由于副镜制作要求颇高,直到 1750 年前后才真正完成制造。在反射式望远镜的发展进程中,威廉・赫歇尔、拉塞尔等杰出人物都做出了卓越贡献。1730年代至1970年代期间,反射式望远镜迎来了飞速发展,有力地推动了天文学的进步。不过,由于其造价高昂,加之主镜会因自身重力等因素发生变形,同时还受到地球大气湍流的影响,使得更大口径反射式望远镜的制造一度遭遇瓶颈。自20世纪70年代起,新技术的涌现为反射式望远镜的进一步发展带来了契机。诸如主动光学、多镜面、综合孔径等技术的应用,让望远镜朝着更大、更强的方向发展。正是望远镜的持续更新换代,让我们得以窥探宇宙的更深处,挖掘出更多意想不到的新知识。

11月13日中心楼会议室朱轶楠老师为我们介绍空气望远镜


11月13日中心楼会议室朱轶楠老师为我们介绍21世纪折射望远镜

        11月13日中心楼会议室朱轶楠老师为我们介绍反射望远镜的发展限制与新技术


11.11月14日:天文观测数据的从“生”到“熟”

在天文学领域,望远镜直接观测到的数据称为“原始数据”(或“生数据”,英文是Raw Data),这些数据需要经过一系列的处理与加工,做“熟”后才能用于科学研究。原始数据的处理是所有天文观测者都必须掌握的基本技能。今天的实习内容则是在袁聿海老师的指导下,学习并实际操作对最简单原始数据的初步预处理。数据处理之前的准备工作是安装并熟悉计算机操作系统和相关专业软件。天文学研究中的多数工作都基于Linux操作系统进行。Linux系统有很多版本,我们在这次实习中安装的版本是Ubuntu,这是一个相对来说比较大众化的Linux系统版本。进行原始数据处理的专业软件是IRAF(Image Reduction and Analysis Facility),它是天文学研究中最常用的专业软件之一,必须在Linux系统中工作。熟练掌握Linux系统和IRAF软件的基本操作是我们今天的实习任务。

我们需要实操处理的原始数据来自国家天文台兴隆观测基地1.26 m望远镜(国家天文台-广州大学望远镜)观测得到的测光数据。原始数据中包含很多无效的信息,即“噪声”,对原始数据的预处理就是严谨小心地把这些噪声从数据中扣除,相当于对数据做“瘦身”或“净化”,因此数据处理的英文是Data Reduction,而处理后的数据就相当于由“生”变“熟”,可以用来进一步做测量和分析。目前的天文望远镜终端设备都是CCD,因此首先要做的数据预处理是扣除CCD仪器本身自带的噪声 —— 本底噪声(Bias);扣除本底噪声后的数据需要针对CCD响应不均匀进行相应的改正 —— 平场改正(Flat Field)。本底噪声扣除和平场改正是当前所有天文观测数据都必须经过的预处理。我们今天的实习内容主要是掌握这两个预处理步骤的操作。

尽管IRAF的操作乍看之下有些复杂,但通过袁聿海老师的指导加上我们不断的练习,大家都逐渐掌握了最基本的操作方法,并且发现IRAF软件在数据处理方面的便捷性。今天的实习,全班同学都格外认真仔细,潘炜璇同学道出了其中缘由:“我们知道掌握这些数据处理技能对我们未来的天文学研究大有裨益,它是我们进一步学习其它数据分析方法的基础。”

 

11月14日使用IRAF进行原始数据处理时的CCD本底噪声(左)和平场改正(右图)数据


11月14日同学们和裴致远老师在国家天文台-广州大学望远镜(1.26 m望远镜)圆顶前的合影留念

12.11月15日:不舍兴隆 ……

时光飞逝,转眼间便到了我们的返程之日。清晨,柔和的阳光悄然透过窗帘,轻轻洒落在脸庞,仿佛在温柔地唤醒我们。伴随着行李箱在路面滚动发出的骨碌碌声响,我们再次登上了来时乘坐的出租车,缓缓驶离兴隆,与国家天文台挥手作别,心中满是眷恋与不舍。

回首在国家天文台度过的这十二天,如同经历了一场星辰之旅,伴随着日升月落、斗转星移,我们每一位同学都收获颇丰。在这里,我们学到了丰富多样的天文实测技能,从深空摄影的拍摄技巧到后期处理的精妙手法,从大型望远镜的基本操作规范到原始观测数据的预处理流程,每一项技能都如同夜空中璀璨的星辰,照亮了我们探索宇宙的道路。接下来,我们将对实习期间的经历进行全面复盘,细致解析在实习中取得的成绩,深入总结遇到的问题。我们深知,只有通过这样的反思与沉淀,才能在未来的天文之路上稳健前行,一步一个脚印,不断迈向更高的台阶。相信在不久的将来,必定会有同学怀揣着对宇宙奥秘的无限憧憬,再次踏上这片充满梦想的土地,甚至登上更为广阔的舞台,去探索那浩瀚宇宙中无尽的未知。

返程途中,班长曹健鸿同学代表全班,对这为期两周的实习进行了深刻总结:“这次国家天文台的实习,是一次无比珍贵的经历。我们亲身领略了低光污染区域星空的深邃与壮美,那浩瀚无垠的宇宙图景,如同一场震撼心灵的视觉盛宴。更重要的是,我们全方位地了解了天文实测工作的点点滴滴,切实感受到科研工作者们对天文学的热忱与付出的辛勤汗水。同时,我们也亲眼目睹了大型望远镜那令人惊叹的强大观测能力,它就像一把神奇的钥匙,为我们打开了探索宇宙奥秘的大门。希望在未来的日子里,我们都能在各自的领域发光发热,为天文事业贡献自己的智慧与力量,共同书写天文学更加辉煌的篇章!”

广州大学天文221班全体同学在LAMOST前的合影


版权所有:广州大学物理与材料科学学院

粤ICP备 05008855 号

地址:广州市大学城外环西路230号

邮编:510006

邮箱:webmaster@gzhu.edu.cn

  • 扫码关注公众号