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Catch a Star 摘星

桑葚 — Sun, 23 Mar 2008 21:33:50 +0000

欧洲南方天文台自 02 年开始，每年举行一个叫“Catch a Star 摘星”的国际竞赛。世界各地的学生都欢迎就他们喜欢的天文话题写文或者作画，然后分年龄段以投票的方式评选出优胜者。今年的参赛作品已经公布在网上，所有人都可以去投票。

孩子们总是对星空很好奇，他们的想像也很有趣。参赛绘画作品总共有 1037 幅之多，要投票还真不容易。

找到了 6 个中国孩子的作品，下面是其中两幅，作者叫 Zhihua：

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闪烁的星星

桑葚 — Mon, 07 Jan 2008 19:51:37 +0000

一般肉眼看到的闪烁的星星，其实不是星星自己在闪烁，而是大气扰动的结果。不过确实有星星会自己闪烁的（亮度波动），只是闪烁的周期要远远大于秒量级。有种叫 RR Lyrae 的星（天琴RR型变星），会以几天为周期改变亮度。大多数 RR Lyrae 星比太阳老，而且热。它们已经消耗完了内核的氢，开始通过核聚变把氦变成碳。我们的太阳还在烧氢以获得能量。另外一个不同点是，它们脉动，一会儿大，一会儿小，亮度也随之波动。

下面这个小动画拍的是球状星团 M3，拍摄周期为一整晚。你看其中有些星一亮一暗的，和装饰小灯一样。它们多数是 RR Lyrae。

以上是我的现学现卖。这个 Astronomy Picture of the Day 估计是天文爱好者们必看的。

觉得天文学在自然科学里面挺特殊的，它最古老，但至今你也只能说它还年轻。它的群众基础也很好，很多科学家都是因小时候对星空的好奇开始对科学感兴趣的。网上的天文方面的资料和多媒体内容也非常丰富。

2009 将是国际天文年，因为这一年是伽利略发明天文望远镜 400 周年。

同时贴于格致

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用液体镜做望远镜

桑葚 — Thu, 21 Jun 2007 16:22:40 +0000

新一期《Nature》上有一篇文章（Nature 447, 979-981 (21 June 2007) ），介绍了在液体上镀金属膜的工作，他们说目的是做月球望远镜。原来作者之一 Ermanno F. Borra 在 1991 年曾经提出过使用液体镜为主镜来做月球望远镜的想法。

在月球上建望远镜的好处在于“空气稀薄”。大气保护了地球上的生命，也阻碍地球上的生命了解外界。一方面，由于大气的吸收，部分谱段的光到达不了地球表面；另一方面，由于空气的扰动，影响了地球上天文望远镜的分辨率。因此人们发射哈勃之类太空望远镜来避开这些困难。自然而然地，人们也会想到在月球上建天文台。：）

液体镜望远镜的最大优势，根据 WikiPedia，是便宜，只有常规望远镜的 1%。不清楚为啥液体镜对月球望远镜这么有吸引力，也许是运输、安装方便方面的因素吧。

液体镜的原理挺简单，就是把液体放容器里，然后旋转，液体表面自然地会成为弧面。如果是理想的抛物面，那就可以用来做理想的凹面镜了。不过技术上实现起来不容易。这个想法居然可以上溯到牛顿，不过到 1872 年，才有人（Skey）真正做了些尝试。1909 年的时候 Robert Wood 成功地制作了一台 51 厘米的液体镜望远镜。但后来他放弃了这个工作，因为这样的液体镜只能面向重力的反方向，因此做成的天文望远镜只能看天顶，不可以调角度。

虽然有这样的局限性，但有些天文研究（比如：long-term sky surveys，supernova searches，根据 WikiPedia）并不受其影响。而且，天文学家们也发展了一些技术来弥补缺陷；可倾斜的液体镜也在研究中。

Ermanno F. Borra 所在的 UBC 已经建了一台 6m 直径的液体主镜望远镜。关于在月亮上建大型液体主镜望远镜的想法似乎也没停止过，Wired 上有一篇相关报道。

以上图片来自 UBC LMT 网站。

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【学点天文】在南极洲建天文观测站

彗星 McNaught 的一些照片

桑葚 — Tue, 23 Jan 2007 22:49:39 +0000

ESO 职员拍的一些彗星 McNaught 的照片。

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【学点天文】在南极洲建天文观测站

桑葚 — Sun, 09 Apr 2006 15:46:54 +0000

上周五的午餐时间报告，有人讲在南极洲建天文观测站的事情。

南极洲有些地方似乎非常适合天文观测，报告中主要讲了个地点：Dome C（参考：Exceptional astronom）ical seeing conditions above Dome C in Antarctica。Dome C 有很好的 Seeing，用同样的望远镜，可以拍摄更清楚的照片。Seeing 可接近太空中的哈勃望远镜。

Dome C 上空风小，空气稳定；无污染，因此没尘土，干净；冬天的时候，是极夜，没有太阳光的干扰，可以“不分昼夜”持续观测（不知道可行不可行）。空气透射谱也更宽一些。

冰原上空间大，可以随意放置望远镜；不需要铺路，汽车那儿都可以开过去；不需要储备水源，到处都是冰啊。这几点确实巨大的方便呢。：）

温度低，因此热振动小，仪器也不需要主动制冷了。呵呵

天文学家们真是不乏疯狂的想法。

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用液体镜做望远镜

【学点天文】星光的相干性

桑葚 — Wed, 29 Mar 2006 22:24:46 +0000

说要学点天文，但其实没真正着手学。今天通过道听途说，似乎弄清楚了一个疑问，来记录一下。

我了解不少地面的望远镜观测系统通过干涉的方法来获取更好的分辨能力。但是，天上的星星，或者人工的激光导引星不都是非相干光源吗？我问过人，他们说，因为星星的光到达地面之前，传播了很远，所以具有一定相干长度。我一直没有理解，也没查书看。今天听到个类比，很好地解释了这个事情。

比如说，你抓一把石子扔到池塘里。每颗石子单独会激起一个环形的水纹。但由于各个石子的落水时间，落水位置不尽相同，所以近处水纹会非常复杂随意，没什么规律。但是，当这些水纹传播到远处的时候，你会发现有规律多了。环形的波前虽然并不连续，但是每一段还是很平滑的。这些“段”的特征长度就是相干宽度。

因为光也是波，所以和水纹有差不多的物理现象。一个非相干的发光体，可以分解成众多独立的点光源，就像扔进水里的一块块石头，每个点光源都发射一个独立的波。同样的，在远处看的话，就会发现这个发光体有一定的相干度。

但是，因为光波的波长非常小，我们观测房顶上一个灯泡，有可能和我们在新加坡观测像印尼、马来西亚所在群岛那样子大一堆石子扔到海里激起的水纹类似。：）

其实这是个很基础的问题，只是我以前一直没注意过罢了。

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日食

桑葚 — Wed, 29 Mar 2006 09:57:24 +0000

今天有日食，NASA 的日食网站忙得都进不去了。

土耳其，俄罗斯北部，非洲部分地区，可以看到日全食。我所在的慕尼黑，最大日食的时候，大约37%的太阳会被遮住。中国西北部，日落前能看到一点点。

图片来自 NASA 网站

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【学点天文】引力透镜和掩星术

桑葚 — Fri, 27 Jan 2006 15:00:29 +0000

这几天各种科学媒体，包括学术blog圈里都在热谈一个发现太阳系外行星的报导。特殊之处在于，新发现的行星比较小，只有地球5.5倍大（比之前发现的都小）；另外，利用了引力透镜现象。

以往要探测太阳系外行星得靠多普勒效应：恒星的运行速度会因围绕它转的行星而变化。但是，通过这个方法，只能探测到大质量和近轨道的行星，而且需要的时间也比较长，至少一个轨道周期。

爱因斯坦的广义相对论说光经过一个大质量物体时会弯曲，因此，当远处的恒星与地球连线之间附近有另一个星体时，类似透镜的作用，地面上探测到的光强会增加。而如果那个恒星边上有一个行星时，还会有一个小的变化。这种手段可以探测到更小，更大轨道上的行星。

注意，这只是外行人的说法，具体的我就不懂了。比如，为啥叫 microlensing？

前一段时间在奇迹笔记看到：掩星术仔细研究卡戎。当有一个星体从地球和遥远恒星间穿过时，天文学家可以测量该星体的尺寸，还有它的大气。

我意识到，这两种方法都需要“碰运气”，都需要被研究的星体正好从地球和遥远恒星间穿过。这与我比较熟悉的实验物理研究很不一样。做物理实验的时候，如果仪器，材料都准备好，随时可以做，除非仪器坏了，材料坏了。这可能是天文观测和实验物理的一个不同之处吧：）。天文学家需要日以继夜守在望远镜旁，而且到时刻清醒，不然运气来了也错过了。

BTW，发现了这个上海网上天文台。

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【学点天文】我国正在研制或预研的大型天文望远镜项目

桑葚 — Mon, 23 Jan 2006 09:05:31 +0000

摘录一段南京天文光学技术研究所所长崔向群的文章《中国天文仪器发展的回顾与展望》中的内容，关于我国正在研制或预研的大型天文望远镜项目。LAMOST，FAST，SST，分别属于光学、射电、和空间望远镜。

LAMOST—大天区面积多目标光纤光谱望远镜（Large Sky Area Multi-object Fiber Spectroscopic Telescope）项目的基本思想是要作空前的大规模光谱观测，改变国际上获得有缝光谱的天体数目实在太少的状态。这是一架通光口径4米，视场5°的反射Schmidt望远镜，整个望远镜固定安置在子午面内，在天体中天前后约1.5小时中观测。反射改正板既用于将星光反射向固定的6.5米球面主镜，又用于校正主镜的球差，这要求改正板的面形是变化的，应用了主动光学方法才使这样的光学系统得以实现。在LAMOST焦面上将设置4000根光纤，配置16台光谱仪。LAMOST 已经国家计委正式立项，投资2.35亿元，预计2005年开始光机电联调和试观测。建成后，在获得大规模天体光谱的能力方面将是世界上最强大的望远镜。

FAST — 500米口径球面望远镜（Five Hundred Meter Aperture Spherical Telescope）是一架大射电望远镜，反射面口径500米，固定放置在洼地内，有效口径300米，最大工作天顶角50度，工作波段连续覆盖 0.3 — 5京赫。为了建造FAST，我国科学家在主动球反射面,无平台馈源索支撑系统, 洼地台址三方面进行了深入的预研究和探索。500米口径的反射面由约1800个15米的六边形球面单元拼合而成。球面反射面被照明部分实时拟合成一个瞬时抛物面，这是它与所有其它射电望远镜所不同的，此方案改正了球差，简化了馈源，克服了球反射面线焦造成的窄带效应。贵州南部预选区拥有大量各种口径天然喀斯特洼坑可大大降低望远镜工程造价。预计建成后FAST的综合性能将比国际上现有的射电望远镜提高一个数量级。

SST — 空间太阳望远镜（Space Solar Telescope）将是我国自行研制的第一颗天文探测卫星。它配备有空间分辨率为0.1”的1m口径光学主镜和偏振测量精度达10-4量级的磁分析器，与极紫外望远镜等其它仪器配合，可以对日面活动区、磁场和速度场、日冕和日地行星际空间进行全波段的连续观测，以研究活动区磁场和速度场的精细结构和物理演化；研究太阳耀斑能量存储、爆发释放过程；研究太阳风形成和日地空间多种瞬变物理现象。这样的空间太阳望远镜国际上还从未发射过。空间太阳望远镜”项目研究至今已有近十年历史。各设备的总集成和联调有望在2004年底完成。并可望在2008年太阳第24峰年期间升空入轨。

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【学点天文】最大的光学天文望远镜

【学点天文】最大的光学天文望远镜

桑葚 — Fri, 20 Jan 2006 14:21:10 +0000

说是学点天文，但目前关心的只是天文观测系统，和我的工作有点联系。

我问：现在世界上最大的光学天文望远镜有那些？我发现网络上天文领域的内容应有尽有，google 到这个页面：The World’s Largest Optical Telescopes。目前运转中的最大的望远镜为位于夏威夷的Keck 和 Keck II，它们很多产，之前看到过不少科技新闻与它们有关。 ESO 在智利有四台 8.2m 的望远镜，波长范围可从近紫外到25微米红外。不管是 Keck 还是 ESO，都在做 Interferometer，相当于相干合并多个独立的望远镜。完成后，从集光能力来讲，Keck 的系统相当于 14.6m 的单个望远镜，ESO 的系统相当于 16.4m。但角分辨率，依赖单元望远镜之间的距离，可有更大的提高。

还有些更夸张的计划，比如 ESO 的 OWL （OverWhelmingly Large Telescope），计划中的尺寸为100m。@_@

哈勃望远镜是列出的唯一空间望远镜，2.4m，不知道是不是世界上唯一的空间望远镜。

LAMOST 是列出的唯一的中国的光学望远镜，而且还在建设中，4.2m。

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