当课本里的公式化作星辰轨迹，实验室的仪器和装置便是叩问未知的钥匙。北京市科协推出“器以载道”专栏，以光学、力学、化学、生物学为经纬，系统梳理那些改写学科版图的经典仪器和科学装置。它们既是丈量微观世界的标尺，更是人类思维进化的里程碑。让我们共同见证仪器革新如何叩开科技之门，见证仪器与科技发展如何绽放思想的光芒。

在浩瀚的宇宙中

人类对星空的探索从未停歇

郭守敬望远镜

不仅是中国天文观测的“国之重器”

更是全球首个

实现大口径与大视场融合的光学望远镜

用独特的“眼睛”重新定义了

人类观测宇宙的方式

郭守敬望远镜（LAMOST，大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜）是一架新类型的大视场兼备大口径望远镜，即“王-苏反射施密特望远镜”，其以元代天文学家郭守敬命名，于2008年在国家天文台兴隆观测基地落成并投入观测，2012年正式进入科学巡天阶段。

郭守敬望远镜由三个核心部件组成(如上图所示)：主动非球面施密特改正镜(Ma)、球面主镜(Mb)以及两者之间的焦面系统。施密特改正镜Ma可以跟踪天体的运动，将天体的光反射到固定在地基上的球面主镜Mb，再经主镜反射后成像在焦面上。这里的施密特改正镜Ma和球面主镜Mb分别由24块对角径1.1米的可变形的六角形平面子镜和37块对角径1.1米的不可变形的六角形球面子镜拼接而成。

技术特性：大口径与大视场的融合

20世纪90年代，传统光学望远镜通常面临“大口径”与“大视场”难以兼顾的矛盾：大口径可提高单目标观测精度，但视场较小；大视场虽能覆盖更多天体，却受限于集光能力。王绶琯等科学家提出创新设计，巧妙运用主动光学技术，通过4000余块独立控制的镜面单元，在观测过程中动态调整主镜形状，有效口径在3.6米至4.9米之间变化，视场(FOV)达5°，一次观测可以覆盖天空中约20平方度的天区面积。其焦面配有4000根光纤和光纤定位单元，光纤末端连接到16台光谱仪，最多可以同时记录4000个天体的光谱。

科学效能：光谱观测的规模化突破

天体光谱是解析恒星成分、运动速度及宇宙距离的关键依据。郭守敬望远镜可精准对准视场内的目标天体，同步获取高分辨率光谱。这一特性使其在银河系研究中表现突出：通过对恒星化学丰度与运动轨迹的分析，科学家得以追溯银河系不同结构的形成历史，例如揭示旋臂结构、暗物质分布等特征。此外，在宇宙学领域，该望远镜为星系演化、大尺度结构测量等课题提供了海量基础数据，有效支持了暗能量性质研究等前沿课题。

国际合作：开放共享的科学平台

郭守敬望远镜积极参与国际合作，与多个国家和地区的天文机构开展联合研究项目，共享数据资源和观测设施，提升了中国在国际天文学领域的影响力和话语权。

基于郭守敬望远镜海量的巡天数据，天文学家构建世界上第一个亿星级消光数据库，发布首幅覆盖全天的银河系三维尘埃消光特性图，并首次实现银河系三维尘埃分布与消光曲线的同步测绘。这项重要天文学研究成果，由德国马克斯·普朗克研究所的中国博士研究生张翔宇与其导师格雷戈里·格林（Gregory Green）博士合作完成，相关论文北京时间2025年3月14日凌晨在国际知名学术期刊《科学》以封面文章形式在线发表。

成果丰硕：天文学的新篇章

光谱数据库：截至2024年3月，郭守敬望远镜发布光谱数达到2512万余条，仍然是世界上唯一一个发布光谱数达到千万量级的光谱巡天项目，为天文学研究提供了海量数据支持，其数据已被用于银河系结构、恒星物理、黑洞搜寻等众多领域。

特殊恒星发现：2018年发现锂含量为太阳3000倍的超富锂恒星；2022年一次性识别9颗超富锂矮星，其中一颗锂含量达太阳含量的31倍。

黑洞探测：2019年，中国科学家利用郭守敬望远镜发现了一个70倍太阳质量的恒星级黑洞——LB-1，远超理论预言的质量上限，颠覆了人们对恒星级黑洞的认知，开辟了一条利用巡天优势寻找黑洞的新路。

恒星初始质量函数：2023年研究发现，恒星初始质量分布随金属丰度与年龄变化，颠覆了该函数“普适不变”的传统假设，影响星系演化与暗物质研究。

郭守敬望远镜是中国自主创新的大型光学天文望远镜，它以高效的观测能力和扎实的科学数据，持续推动人类对宇宙的认知。随着技术的不断完善和数据的积累，这台先进之眼将继续在宇宙探索中发挥重要作用，为天文学研究开启新的篇章。

制作：北京市科协融媒体中心

来源: 北京市科协融媒体中心