作者:张冬冬 来源:中国科学报 发布时间:2013-5-16 9:13:55
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开启一片不一样的天空
天文学家谈墨西哥大型毫米望远镜的科学使命

大型毫米波长望远镜建立在墨西哥最高火山的山顶上。图片来源:Jorge Reyes

■本报见习记者 张冬冬
 
大型毫米望远镜(LMT)坐落在墨西哥普埃布拉省里一座休眠火山的山顶上,科学家用它来观测恒星、星系和行星是如何形成的。由美国艾默斯特市马萨诸塞大学和墨西哥国家天体物理、光学与电子学研究所(INAOE)合作建立的LMT于2011年投入使用,随着其第一个科学观测季即将开始,LMT主管David Hughes向媒体介绍了他对于毫米波长望远镜、墨西哥持续壮大的天文团体以及LMT未来规划的看法。
 
LMT为何如此独特?
 
D.H.:如果我们仅仅关注单一碟形天线、可控性及毫米波长等特性,那么LMT是世界上最大的具备这些特点的望远镜。由于其独特的理念,对它的设计是在高毫米频率或者短毫米波长的基础上进行优化操作。另外,LMT是在位于墨西哥中部、高4600米的Sierra Negra火山顶上建造的。因此,物理型号、毫米波长的优化设计和高纬度的结合使LMT成为非常独特的望远镜。
 
毫米波长天文观测有何优势?
 
D.H.:毫米波长使我们对宇宙中温度最低的物体变得敏感。它们通常在宇宙星体最密集和最隐蔽的地方被发现,尤其是恒星形成的最密集和最隐蔽的区域。实际上,我们可以看到宇宙结构形成的初级阶段。说得更近一点,在我们的星系里,我们可以看到行星的形成。因此,这是一个机会来真正研究从宇宙大爆炸之后不久是怎样演化成今天我们所看到的宇宙的。
 
你如何参与到LMT项目中来?
 
D.H.:我是英国人,1997年在加纳利群岛的一次会议上,我第一次听到LMT。当时我正在阐述一篇关于在亚毫米波和毫米波的程度上进行宇宙观测的发展前景的论文,并谈论到需要发展新型更大的设备,以取得关于结构形成和发展等基础问题的进展。在茶歇时,一位绅士走到我面前说:“我是Alfonso Serrano。我正在建造的望远镜特别适合你的想法。”我以前从没见过他,但是他递给我名片,说自己是墨西哥大型毫米望远镜的主要研究者。
 
8个月后,我看到LMT正在招募两位科学家。我进行申请,并被邀请到墨西哥参加一个会议,看到这个机构(INAOE),认识了这里的科学家。巧合的是,我曾作为第一作者在《自然》杂志上发表过一篇关于发现亚毫米星系群的论文。他们有兴趣采访我,并且趁我在这里时给我提供职位。最终我欣然接受邀请,于1999年1月到达墨西哥,距今已14年多了。
 
墨西哥的天文学研究状况如何?
 
D.H.:难以置信。我刚到墨西哥时,这里没有一个毫米波长研究团队。历史上,墨西哥天文团队都在关注光学和红外望远镜。所以,我面临的挑战就是在机构里建立一个团队,训练第一代硕士和博士,并利用当时的人际关系和合作项目建立一个毫米波长设备实验室。
 
我从这些经历中受益,因为一些我的学生已经走出去,在其他的世界级研究团队中工作,并有机会作为更高级的研究人员回到这个机构,开始训练他们自己的学生。我现在拥有的是一个有着丰富经验的研究人员和博士后的核心研究团队,他们可以训练墨西哥研究团队的成员,并开拓和推动望远镜的科学发展。对我来说,最有价值的是现在的第二代研究人员,也就是我的学生的学生,他们现在都是LMT的使用者。
 
LMT70%的资金来自于墨西哥,LMT是在墨西哥建成的。因此,帮助训练墨西哥第一代使用LMT的天文学家对我来说非常重要。
 
LMT将开始初期的科学观测,反响如何?
 
D.H.:在仅10周的观测时间里,研究人员提出了34个观测计划,真是难以置信。有一个要求是,至少在望远镜操作的第一阶段,计划应由LMT的合作伙伴提出,而事实上很多计划确实都有国际合作者。这些回应鼓励了我。
 
一般而言,当拥有了一套成熟而完整的设备,你可以征集约6个月的申请计划。我们将会在夏天做很多建造工作来安装一个活跃的表面系统,这会使望远镜在秋天时有更好的表现。同时,我们也会利用好10月到明年5月这段完整的旱季。
 
你如何计划LMT的未来?
 
D.H.:第一步是完成表面系统的安装。在物理学上,这是一个直径50米的望远镜,但目前我们可以操作的只是直径32米的部分。我们希望在2014年底完成望远镜的表面。不过,没有设备的望远镜什么都不是,没有好望远镜的设备也什么都不是。因此相应地,我们已经开始发展下一代设备。未来5年,我希望可以看到完成的望远镜、优化的表面以及第二代设备,以此提升LMT的科学性能。
 
一般望远镜的寿命是30年,也可能是40年。一旦望远镜全尺寸完成,你就会持续地试图优化机械系统和望远镜表面,以使其更有效率。相应地,你会持续地尝试利用新技术来建造更有能力、更灵敏的设备。这将是未来几十年的持续过程。
 
 
《中国科学报》 (2013-05-16 第3版 国际)
 
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