LAMOSTLAMOST 光谱巡天光谱巡天

赵永恒国家天文台2014 年 7 月

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提纲 光谱巡天 LAMOST 介绍 LAMOST 巡天 发展路线图

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光谱巡天 巡天观测：大视场（广角） 定点观测：大口径（长焦）光学天文： 多色巡天

多个滤光片 + 探测器 光谱巡天

多光纤 / 多狭缝 + 光谱仪 + 探测器

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多色巡天 底片巡天

POSS-I （ 1948-1958 ）， 6o视场，极限 22m Polomar 1.2m 施密特望远镜

POSS-II （ 1987-1992 ） ESO/SERC （ 1990s ）

AAO 1.2m 施密特望远镜 数据库

Digitized Sky Survey (DSS) ， 2 波段 USNO-A2.0 ： 526,280,881 天体

DSS Optical

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CCD 成像巡天 SDSS ： 5 波段

APO 2.5m 望远镜， 3o 视场 SDSS-I ： 2000-2005 230,000,000 个天体

Pan-STARRS ： 5 波段 夏威夷大学 1.8m 望远镜， 3o 视场 PS1 ： 2010-2013

LSST ： 6 波段 8.4m 望远镜， 3.5o 视场（ 2021 年） 时变：全天 / 每周（照片电影）

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天体光谱 化学成分 速度 距离（遥远天体） 物理性质 天体分类

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国际上的光谱巡天巡天项目 口径 视场 光纤数 光谱数 巡天时间2dF 3.9m 2o 400 250,000 星系 1997-2002 （ 5年）6dF 1.2m 6o 150 136,304 星系 2002-2004 （ 2年）RAVE 1.2m 6o 150 574,630 恒星 2006-2013 （ 7年）SDSS-I/II 2.5m 3o 640 1,270,000 星系 2000-2008 （ 8年）SDSS-III 2,000,000 恒星 2008-2014 （ 6年）LAMOST 4m 5o 4000 5,000,000 恒星 2012-2017 （ 5年）BigBOSS 3.9m 3o 5000 24,000,000 星系 2018 ？ - （ 5年）

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LAMOST 特点 LAMOST 是主动反射施密特望远镜，是国家重大科学工程项目 LAMOST 应用主动光学技术，突破了望远镜大口径与大视场难以兼得的瓶颈，是目前世界上口径最大的大视场望远镜 LAMOST 创新了分区式并行可控的光纤定位技术，使光纤数从 660 根提高到 4000 根，是目前世界上光谱获取率最高的望远镜； LAMOST 将在研究星系和宇宙、银河系以及多波段证认等方面做出重要贡献。

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LAMOST 结构

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LAMOST 子系统项 目 科 学 技 术 委 员 会 国 家 天 文 台

¿ ÆÑ §² ¿ ¹ ¤³ ̲ ¿ Ì Ö̈ ·Ó ë½ Ö̈ þ× é

项 目工程指挥部

项 目 管 理 委 员 会

输入星表与巡天战

略

观测控制与数据处

理

光学系统

主动光学与支

撑机架与跟

踪望远镜控

制

焦面仪器

圆顶

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MB6.1m

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MB ： 37 块子镜 拼镜面主动光学

（（ July 13,2008)July 13,2008)

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MA (4.9m)

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MA ： 24 块子镜 薄镜面主动光学＋拼镜面主动光学

（（ Sept. 10, 2008)Sept. 10, 2008)

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焦面仪器 4000 光纤 (130km) 4000 光纤定位单元 16 台光谱仪

每台 250 光纤 32 4k x 4k CCD 相机

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Positioning unit with 2 step motors

Double arm scheme

光纤定位单元

Ø41 2

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单元1 单元2

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Guiding

CCDs

S-H sensor

for MA

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每台 250 光纤RL = 1800 (2/3 slit width)

光谱覆盖 :蓝臂 : 370—590nm 红臂 : 570—900nm

16 台光谱仪

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2008 年 10 月：落成典礼2009 年 6 月：国家验收2009 年 9 月 -2011 年 6 月：试运行2011 年 10 月 -2012 年 6 月：先导巡天（ PDR ）2012 年 9 月 -2013 年 6 月：正式巡天 1 （ DR1 ）2013 年 9 月 -2014 年 6 月：正式巡天 2 （ DR2 ）

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LAMOST先导巡天 2011 年 10 月 24 日开始先导巡天

2011 年 11 月 24 日开始释放数据

到 2012/6/26观测 401 个天区

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Emission line galaxy

r=19.90 z=0.06

Emission line galaxy

r=19.90 z=0.09

Quasar

r=19.14 z=2.40

K3 star

r=19.40

WD star

r=18.18

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LAMOST 数据通过网络化协同工作平台对外发布

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数据公开释放2012 年 8 月：国际天文学联合会（ IAU ）大会

318,797 光谱（ S/N >10 ）样本 DVD （ 40,000 光谱）

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公开数据释放网页

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LAMOST 正式巡天 2012.9.28-2013.6.3 Plate ： 803

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DR1 数据集（ 2013 年 9 月 16 日发布）分类 先导巡天 正式巡天 合计

发布光谱数 717,660 1,487,200 2,204,860恒星 648,820 1,295,586 1,944,406星系 2,723 9,359 12,082

类星体 621 4,396 5,017S/N>10 光谱数 592,785 1,213,227 1,806,012S/N>10 恒星 547,868 1,173,928 1,721,796

恒星参数 373,481 711,923 1,085,404

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国际上恒星光谱巡天项目 恒星光谱巡天项目 巡天时间 获得光谱数

美国 SDSS

SEGUE ： 2004-2009 36 万APOGEE ： 2011-

201410 万

APOGEE2 ： 2014- 50 万欧洲 RAVE 2003-2013 57 万LAMOST 2011-2013 172 万

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恒星参数（ 1,085,404 颗恒星） 有效温度、表面重力

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金属丰度、视向速度

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发布第一批 LAMOST 数据新闻通气会 2013 年 9 月 16 日（十余家知名媒体）

LAMOST DR1 数据对国内天文学家和国外合作者发布 LAMOST PDR 数据对全世界公开发布

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LAMOST 正式巡天 2012.9.28-2014.5.26 Plate ： 1383

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巡天进度（至 2014 年 5 月 25 日）分类 先导巡天 正式巡天 1 正式巡天 2 合计

发布光谱数 717,660 1,487,200 1,385,364 3,590,224恒星 648,820 1,295,586 1,257,496 3,201,902星系 2,723 9,359 22,015 34,097

类星体 621 4,396 4,203 9,220S/N>10 光谱数 592,785 1,213,227

S/N>10 恒星 547,868 1,173,928 1,159,065 2,880,861恒星参数 373,481 711,923

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LAMOST 运行组织结构

9-12 月＋ 1-6 月：巡天观测 6-8 月：设备维护

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河外巡天银河系巡天 输入星表

巡天计划 LAMOST

观测运行

设备维护

数据产品原始数据

数据处理

数据中心科学研究

技术发展

科学委员会 运行中心北京 兴隆

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数据发布内部发布 公开发布

PDR (1 月增量 ) ( 部分 ) 2012.82013.9

DR1 (3 月增量 ) 2013.9 2014.12DR2 (3 月增量 ) 2014.9 2015.12DR3 (3 月增量 ) 2015.9 2016.12

* 国内研究人员/ 国外合作者

*论文发表政策

利用巡天数据的利用巡天数据的初步研究成果初步研究成果

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科学研究 先导巡天以来，利用 LAMOST 数据已发表 SCI论文 33篇。 2013 年 7 月，已确定国内外 7 家科研机构所提交的 15 个课题作为“ LAMOST 巡天重点课题”。 目前相关科研工作正在稳步进行中。 0

20406080100120

2013

2011

2009

2007

2005

2003

2001

1999

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新发现一颗超高速星 Zheng et al. 2014. ApJ Letter LAMOST DR1 新发现一颗距地球最近的超高速星 命名为 LAMOST-HVS1

国际媒体• 美国犹他大学网页 http://unews.utah.edu/news_releases/nearest-bright-hypervelocity-star-found/• 天文学杂志 《 Astronomy Magazine  》

http://www.astronomy.com/news/2014/05/nearest-bright-hypervelocity-star-found• 新华社驻华盛顿记者采访—人民网英文网

http://english.peopledaily.com.cn/202936/8620973.html• 环球网 - 国际新闻 http://world.huanqiu.com/article/2014-06/5011071.html

银河系光谱巡天计划银河系光谱巡天计划

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银河系巡天（ 2012-2017 ）

获取 LAMOST标志性的总数达 500 万条光谱的巡天样本：反银心 3,400 平方度连续覆盖天区， 225 万条恒星光谱，极限星等 17.8反银心以外低银纬天区及银晕天区， 125 万条恒星光谱实现 50 万个多波段天体的光谱证认利用亮月夜获取 150 万条 9-14 等亮星的光谱

SDSS南银冠

SDSS北银冠LAMOST反银心

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水星金星

地球

银盘

核球

银晕“千亿个太阳”

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银河系巡天的创新之处依托国家大科学工程，充分发挥 LAMOST 巨大的光谱获取能力；在国际上率先实现天区覆盖连续、统计无偏大样本银河系光谱巡天，为我国在大型天文基础数据库上填补空白；揭示银河系集成历史及相关物理过程和规律，阐释二十一世纪天体物理学重大问题 — 星系的形成与演化

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重大科研计划 国家重点基础研究计划（ 973 计划）

《 基 于 LAMOST 大 科 学 装 置 的 银 河 系 研 究及多波段天体证认》 科学基金天文重大项目

《 LAMOST 银河系研究》 中国科学院战略性先导科技专项

宇宙结构起源——从银河系的精细刻画到深场宇宙的统计描述项目 1 ：精细刻画银河系和近邻宇宙揭示星系结构起源

展望未来展望未来

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LAMOST 光谱巡天路线图LAMOST4m, 4000（兴隆）

恒星巡天新光纤定位系统5000

星系巡天

LAMOST South4m, 5000（智利）

焦面仪器

Big LAMOST8-12m, 8000（西藏阿里）

5 年 10 年 15 年

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8-10m

Keck

VLT

30-40m

TMT

E-ELT

HST

2.4m

JWST

6.5m

1.8-2.5m

SDSS

Pan-STARRS

8.4m

LSST

2.5-4m

SDSS

LAMOST

BigBOSS

8-12m

Big LAMOST

MSE

地面光学

空间光学

多色巡天

光谱巡天

光学天文设备的发展趋势

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谢谢！