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由清華大學(xué)領(lǐng)銜籌備建造的寬視場(chǎng)巡天望遠(yuǎn)鏡（MUST）近日取得突破性進(jìn)展，其光學(xué)系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)已完成。該望遠(yuǎn)鏡光學(xué)口徑為6.5米，結(jié)合五片超大口徑透鏡組成的改正鏡組，將實(shí)現(xiàn)具備世界領(lǐng)先的巡天效率和高質(zhì)量光譜信息探測(cè)。

MUST的概念設(shè)計(jì)示意圖

當(dāng)前，天文學(xué)正以前所未有的速度發(fā)展，新一代大型天文觀測(cè)設(shè)備正在陸續(xù)籌建。“寬視場(chǎng)光譜巡天望遠(yuǎn)鏡是一個(gè)相對(duì)空白的領(lǐng)域，它一次曝光可以捕捉到上萬(wàn)個(gè)天體的光譜。”清華天文系副教授蔡崢解釋，光譜觀測(cè)包括紅移、視向速度、化學(xué)成分、星族構(gòu)成和運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)等物理參數(shù)，可獲得圖像觀測(cè)難以得到的信息。因此，多目標(biāo)光譜望遠(yuǎn)鏡可以在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持競(jìng)爭(zhēng)力和高產(chǎn)出，并且得到新的海量光數(shù)據(jù)，助力重大新物理發(fā)現(xiàn)。基于對(duì)中大型光譜巡天望遠(yuǎn)鏡的急切需求，清華提出研制國(guó)際領(lǐng)先的、首個(gè)第五代寬視場(chǎng)光譜巡天望遠(yuǎn)鏡，并將其建設(shè)在青海省海西州冷湖賽什騰山臺(tái)址。

清華大學(xué)寬視場(chǎng)巡天望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，依托清華大學(xué)天文技術(shù)中心，在清華大學(xué)精密儀器系和天文系的領(lǐng)導(dǎo)下，聯(lián)合華盛頓卡內(nèi)基研究所卡內(nèi)基天文臺(tái)、南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院、南京大學(xué)現(xiàn)代天文學(xué)和天體物理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)與專家，共同完成了望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)。

最新發(fā)布的光學(xué)系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)顯示，寬視場(chǎng)巡天望遠(yuǎn)鏡主鏡采用6.5米直徑的蜂窩狀輕質(zhì)單鏡，副鏡采用2.4米直徑的凸雙曲面鏡，與凹雙曲面主鏡組合，構(gòu)成基本的望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)。與主鏡和副鏡一起，五透鏡的寬視場(chǎng)校正鏡組設(shè)計(jì)可以通過(guò)補(bǔ)償大氣色散和波前像差來(lái)提高圖像質(zhì)量。天體發(fā)出的0.365微米到1.10微米波段的光線通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)后被焦面多達(dá)20000根光纖同步接收，傳輸至后端中高分辨光譜儀獲取豐富的光譜信息。通過(guò)該光學(xué)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)越的成像質(zhì)量。

清華透露，設(shè)計(jì)完成的寬視場(chǎng)巡天望遠(yuǎn)鏡獲取光譜的能力是國(guó)際上目前同類設(shè)備的10倍以上，正處于目前國(guó)際天文望遠(yuǎn)鏡參數(shù)空間的重大空白。該望遠(yuǎn)鏡將有望在暗能量和暗物質(zhì)本質(zhì)、引力波、宇宙學(xué)、系外行星和星系形成等前沿科學(xué)方向上取得重大基礎(chǔ)性、原創(chuàng)性突破。