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巡天,我们到底是在“巡”找什么?

  巡天是一项特别耗时、需要耐心的工作。它是人类探寻宇宙信息的基本手段,甚至是唯一的手段。先确定“新大陆”在哪,后期再利用望远镜进行有针对性地进一步观测,这样才更有效率。

  杨戟 中国科学院紫金山天文台研究员、“银河画卷”巡天计划总负责人

  在青海省海西州德令哈市以东35公里,海拔3200米的戈壁滩上,一只巨大的白色“圆球”耸立在苍凉的群山之间。13.7米毫米波射电望远镜就在这里,持续地接收来自浩瀚星空的“神秘密码”。

  这是中国唯一一台工作在毫米波段的大型射电天文观测设备,主要针对星际分子云和恒星形成区、星际脉泽、晚期恒星包层物质、银河系结构与运动、气体与超新星相互作用、近邻星系、太阳系天体等天文和天体物理前沿领域开展观测研究。

  自2011年11月起,中国科学院紫金山天文台利用这台望远镜,开展了为期十年的“银河画卷”巡天计划,这10年间,巡天望远镜对北天银道面附近的一氧化碳及其同位素13CO和C18O三条分子谱线同时进行大天区观测。

  今年4月底,“银河画卷”一期计划结束,共完成银纬正负5度范围共2400平方度的探测覆盖,建立了毫米波分子谱线数据库。

  近日,为期10年的“银河画卷”二期巡天计划启动,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。

  科学追求永无止境。在技术不断迭代下,未来更大天区覆盖范围、更高灵敏度、更高分辨率的巡天,将为我们揭示更多来自遥远太空的奥秘。

  逐块扫描天空,进行拉网式观测

  巡天是一种对天空可扫描区域进行逐块无差别扫描的系统观测方式,就像是对天空进行“普查”。人类借助这种类似于拉网式的观测方式,来发现未知天体。

  “巡天是探寻宇宙信息的基本手段,甚至是唯一的手段。先确定‘新大陆’在哪,后期再利用望远镜进行有针对性地进一步观测,这样才更有效率。”中国科学院紫金山天文台研究员、“银河画卷”巡天计划总负责人杨戟告诉科技日报记者,巡天是一项特别耗时、需要耐心的工作。“银河画卷”一期计划,就是先把待巡查的太空空间划分为一万个大小为0.5度乘0.5度的方格,再逐个扫描这些小方格,扫完后拼接成一幅长218度、宽10度的大图像。

  基于巡天数据,“银河画卷”巡天计划的研究团队在分子云的大尺度分布、样本检测和距离测量,分子云结构和性质,分子外流与恒星形成的关联,银河系大尺度结构以及分子云与超新星遗迹的相互作用等方面,取得了系列研究成果。

  无论是一期还是二期项目,“一氧化碳分子谱线”都是“银河画卷”计划的观测核心,因为它能帮助科学家揭示分子气体温度、密度等性质。

  “目前科学家主要对星际空间中的一氧化碳、水、氨、甲醇、乙醇等分子进行观测分析,而一氧化碳是其中辐射最强的分子气体,也是星际分子中分布最广、最普遍的一种分子。而星际分子云是银河系和宇宙基本的物质形态。”杨戟介绍,从一氧化碳到13CO再到C18O,分子丰度逐渐降低,谱线强度也逐渐变弱。通过捕捉星际分子中的一氧化碳,人类可以观测集中了分子云大部分质量的外层云;而捕捉同位素分子C18O,可以观测分子云内部更致密的区域;同位素分子13CO则介于二者之间。

  “它们之间的丰度比,又可以反映出不同环境下伴随着分子云、恒星的形成与演化的物质循环反馈。这样的组合是其他谱线望尘莫及的。”杨戟说。

  不同科学目标,决定了巡天方式的不同

  “‘银河画卷’巡天计划是我国唯一在毫米波段的巡天项目。”杨戟解释,在毫米波段,大部分对宇宙的发现和理解都来自巡天项目。

  目前,我国已经出现若干有影响力的天文巡天项目,除了“银河画卷”计划,还有基于郭守敬望远镜(LAMOST)开展的光谱巡天观测、基于“中国天眼”500米口径球面射电望远镜(FAST)开展的脉冲星巡天观测等。

  “不同的科学目标,决定了观测的波段不同,巡天方式不同,获取的信息不同。”杨戟举例,如光学波段的巡天观测,主要是观测恒星和星系;而“银河画卷”的毫米波波段巡天,则是观测星际分子云。

  “由于探测信号、望远镜工作原理、信号记录方式的不同,巡天的方式也会有所不同。例如‘银河画卷’要对光谱的颜色(频谱)进行细致分辨,从而判断分子云的内部构成;而FAST要细致侦听脉冲星信号,来寻找其出现的位置。”杨戟说。

  在毫米波段对一氧化碳分子开展巡天观测,源自20世纪70年代。美国国立射电天文台口径约11米的毫米波望远镜(NRAO-11m),是首次发现一氧化碳分子、也是第一个开展巡天观测一氧化碳分子的望远镜。

  “虽然当时的巡天规模在当今看来充其量算个‘迷你简化版’巡天,数据质量也略显粗糙,但却极具开拓性。人们对于银河系内盘分子气体分布、旋转曲线和一氧化碳同位素丰度比的最初认识都是基于这些最初的巡天计划。”中国科学院紫金山天文台副研究员、“银河画卷”巡天骨干成员孙燕介绍。

  技术不断提升,未来巡天范围将扩大

  相较于全球,我国的巡天观测起步不算太早。

  孙燕介绍,我国13.7米毫米波射电望远镜于1990年初步建成。但直到1996年,该望远镜后端的3毫米波段半导体接收机才通过了工程验收。从那时起,它才开始在毫米波段工作。

  “这座望远镜在国际上同频段的望远镜中属于中等口径。但是在2010年之前,视场太小是其无法开展巡天的一大制约。在单波束接收机时代无偏大天区巡天几乎是小口径望远镜的独门绝技。”孙燕说。此外,该望远镜分辨率和灵敏度也不够高。

  临渊羡鱼不如退而结网。近年来,随着中国经济和科技的高速发展,中国的巡天事业也开始崭露头角。

  2010年底,我国成功自主研发了9波束边带分离型超导成像频谱仪并成功运用到13.7米毫米波望远镜,这意味着观测星空的眼睛从“一只眼”拓展到“9只眼”,视场范围较以往提高9倍;同时,边带分离技术加上巧妙的中频设置使得CO、13CO和C18O这三条在频率上相差高达6GHz的谱线,能够被1GHz带宽的频谱仪同时接收到;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。

  “这些技术升级使得观测效率比以往提高了近60倍,赋予了13.7米毫米波射电望远镜大天区快速巡天的崭新能力。新的多谱线组合也让其拥有了以不同寻常的方式来探查星际空间分子气体的大尺度分布和性质的能力。”孙燕说。

  未来的巡天观测路在何方?杨戟认为,天文学观测追求看得更广、更远、更深、更细,永无止境。“未来的分子谱线巡天,范围将扩大、噪声将降低、信息量也将增加。”

  来源:科技日报

凌晨三点,大叔光脚从火海中背出4条命,自家5万现金烧成灰却说不后悔

11月7日凌晨3点多,

浙江金华磐安县一处木结构民房突发大火。

大火朝着周边几间民房蔓延,

老屋里住着的,都是上了年纪的老人,

有的甚至瘫痪在床,没有逃生能力。

危急时刻,一位光着脚、穿着短裤的大叔,

踹门、救人,在火场中四进四出,

短短几分钟里,救出了4位老人。
他叫郑云潭,因为忙着救人,

顾不上抢救自家财产,

放在箱子里的四五万元现金,

在大火中被烧成灰烬。



睡梦中被隔壁大爷叫醒
踹开门只见火光冲天
凌晨3点,睡得正熟的时刻,55岁的郑云潭听见了隔壁大爷的叫喊声。

“我被叫醒了,我们家当时还没有火,但是能看见隔壁这户二楼已经有火光了。”郑云潭说,他们家周边共有9间木结构的房子,都是连在一起的。着火的这家就在他们的右手边,如果一家着火,扑灭不及时,旁边几家肯定会跟着遭殃。
郑云潭一开始想着去灭火,他踹开了隔壁大爷家的门,却发现二楼的火已经很大,而且蔓延到了一楼。“救火肯定来不及了,要把人先救出去。”当时大爷还想往楼上跑,郑云潭急得不行,拽着他的脚就把人拉下来,救了出去。

眼看火势越来越大,郑云潭冲回自己家中。70多岁的老母亲已经被这么大的动静惊醒,正往门口走,郑云潭把她带到室外,自己又冲回了家里。
“一开始还想灭火的,那时候火还都在二楼。”郑云潭跑到二楼,发现火势太大,根本救不了,随手就抢救了一只箱子下来,“平时我的钱都放在箱子里,但是楼上已经全部都是烟了,根本看不清是什么箱子。”

正是在抢救箱子的时候,郑云潭想到了隔壁的一对老夫妻。

再返火场救出两位老人
身上被打得现在还疼
在火灾面前,人肯定比钱重要,郑云潭是这么想,也是这么做的。他不再抢救自家的财物,而是跑到隔壁踹开门,冲进了老夫妻家中。

“他们家老大爷90多岁了,平时都躺在床上的,就住在一楼。”进门后,老大爷还睡在一楼的床上,郑云潭来不及解释,背起老人就往外跑,“他不肯出去,用棍子打我的背,怎么打的我都记不清了,到现在背还疼。”
郑云潭顾不得这么多,只想着把人救出来再说。背出老大爷交给其他人后,他又跑回屋子,想把老太太救出来。“再跑回去的时候,他们家二楼两间屋子都着火了,烟雾很大,看不清,一楼找不到人,我就又跑到二楼。”郑云潭说,当时老太太应该是在翻找东西,太危险了,他又是连拖带背,把人救了出来。

说起郑云潭救人的事,村民也深有感触。
“我赶到现场后,郑云潭把救出的一个老人递给我,然后他又接着跑进去救人。”村民郑海法回想,短短几分钟里,这名勇敢的同村人,已救出包括其母亲在内的4条生命。

凌晨4点30分左右,在消防救援人员和村民的共同努力下,火势被成功扑灭,并无人员伤亡。

存放的现金被烧成灰烬
目前住进了临时安排的住房
直到救出人后,郑云潭才发现,自己没来得及穿鞋子,身上也只穿了一条短裤。“冷空气来了,旁边都有人穿着棉袄,气温应该是比较低的。”

因为紧张,郑云潭忘记了寒冷,一心只想着灭火、救人,“后来同村人看我这样,马上给我拿来了衣服让我穿上。”

这场大火,让郑云潭损失惨重。
郑云潭平时是做花草生意的,不太会用手机,基本都是现金交易,有零有整的钱,他都放在二楼的一只箱子里。

“当时火烧起来,人就急得稀里糊涂了,想不了那么多,也想着把钱抢出来,但是时间太紧了,随手拿了一只箱子,拿错了,里面只有几件短袖。我又急着去救其他人,就没再跑回自己家里抢东西。”大火把连着的9间房屋烧塌了,郑云潭的家成了一堆废墟。

11月8日,稍微平复心情后,郑云潭又来到废墟里,想挖出自己存放的现金。“翻来翻去,就翻到了4张钱,烧得只剩一只角了。”好不容易存起来的四五万元钱没了,心疼是肯定的。

但郑云潭却说救人更要紧,“这几户人家都是老人,只有我一个人能跑,肯定要我去救的,其他的都没想,也不后悔。”
郑云潭说,现在家烧没了,好在村里对他们都很关心,自己和母亲已经有地方住。

据了解,目前被救出的村民们身体状况良好,火灾后续的善后工作正在进行当中。

「 正能量说 」

凌晨三点,窗外烈火熊熊,他第一时间想到的,是老邻居们的安危,是最宝贵的人命。

四进四出火场,全身只着短裤的他、把老人们一个个找见、背起,自己拥有的一切却化为灰烬。

一句心疼但不后悔,如此真实而动人。

在内心的天平上,这个朴素的浙江大叔,始终坚定地站在大义这一边。

勇敢,善良,大义,英雄大叔值得世间万千敬意——


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