路程大至分为四段:
第一段:机场高速。从三义国际机场到丽江市区。
第二段:在丽江市区内行进,一般会延丽江市区外围的公路行进, 避免交通拥堵。
第三段:大丽高速。在设有高速指示牌的转盘处转弯,走一段上坡,通过黄山隧道后到达高速收费口,上高速后不久,即在第一个高速出口“拉市”下高速。如果不走高速,周边也有山路可以绕行,但会花不少时间,不建议走。
第四段:下了高速后路况变差,先是在省道上走,后面左转上山。说是山路,其实地势较平坦。整个太安乡都是这样的地势。本以为天文台是修建在崇山峻岭上,其实全路段感觉就是在高原上行进,中间会穿过几片树林,看到大片的田野,主要种植的是土豆,对向车道也时不时冒出运输土豆的车辆。
山路不算宽,但两辆车交汇没有问题,这段路程大约30公里,中间会途径岔路口,路口会有去天文台的指示牌。
最后一段山路会穿过一片密林,中间有一块指示牌,往左拐是到天文台的气象站,不要转弯,直走即可。然后经过两个小村庄,一个是汝寒坪村,另一个就是导航的终点高美古村,到了导航指定的地点高美古,继续沿着原路一直往前开,就可以抵达丽江观测站。
这条名为高美古路的公路当时应该就是为了天文台而修筑的公路,沿路前行要找到天文台不难。
丽江观测站是国家科研单位,并不直接接待普通游客,但有公众开放日,可进行科普参观活动,观测站还组织过校园科普活动和冬令营。
丽江观测站的海拔在3200米,平原地区生活的人到了海拔3000米以上的地区会有不同程度的高原反应。坐在车里不会有察觉,下车走一走跑一跑就会有反应,下车后不要做剧烈运动,适应一段时间就好。
观测站的大门内立有石碑,写着“丽江天文观测站”。
我去的时候是科普参观,并没有参观整个观测站,现把我知道的内容和大家分享。
进入天文台园区后,先左拐去园区的办公楼,有天文台的工作人员为大家作科普介绍。办公楼大厅墙上也有展板,介绍天文台和望远镜的情况,比较令人感兴趣的是2.4米望远镜施工时的一些照片。
工作人员介绍完了之后大家就前往2.4米望远镜参观。
通过卫星图片可以看到,园区内大至分为四个区域。进门左转是办公楼,深入内部还有三个区域,应该都是观测区域。丽江天文台有多台天文望远镜,应该就分布在那里。
丽江观测站选址在美古地区是经过多方考查的。
早在1972年,云南天文台成立之初就开始了大型望远镜的选址工作。
到了1992年,初步选出了五个候选台址。然后对五个候选点的天文气象条件进行检测和对比,采用随机轮流的方法进行观测并评分,前后共进行十次,最后高美古地区的综合得分最高。
1994年起中国科学院专家组对高美古地区进行三年定点观测。
1998年最后确定台址。
作为天文观测点,高美古地区的优点在哪里呢?
纬度:
高美古地区纬度26度,在中国属于南方地区,可观测的天区要大于高纬度地区。在低纬度地区建设天文台,一直是中国几代天文学家的梦想。早在1956年,中国科学院就有的规划在南方建设大型望远镜的战略计划,云南天文台也为此而成立。
海拔:
高美古海拔3193米,地势比周边地区高出1000多米。
晴天率:
高美古年平均晴天在254天。这一点,世代生活在当地的纳西族人最有感触,高美古是纳西族语言,意思就是“天气好的地方”(高:好,美:天气,古:地方)。
光害:
高美古远离人口密集区,周边没有大型城市,人为造成的光染较少,据早年的资料,高美古村全村不足30户人家,100多人,加上当地并不发达,夜间照明用电很少。
视宁度:
高美古地区的视宁度能达到科研所需的亚角秒级别。
另外还要考察云量,夜天光,消光,水汽等有关天文观测的条件,最后专家组评定高美古达到世界优良台址的水平。
2004年,观测站开始动工建设。
2005年安装2.4米望远镜。
2007年底投入试运行。
2011年底,望远镜观测研究平台基本建成,具备了成像,测光,光谱观测等功能。
从办公楼往前走几百米就可以看到2.4米望远镜的圆顶。大型的望远镜当然会有一个大型的天文圆顶。光是基座部分就有四层楼高,上部是一个随动式圆顶。基座和圆顶相接的位置的外部还有一圈走廊,圆顶上有扶梯连接,通过走廊可以直接上到圆顶。通道可以用来对圆顶进行维修作业。圆顶的侧面开了几扇侧窗,在离圆顶不远处建有风机房,有通风道与圆顶相接,观测时打开风机抽风,改善圆顶内的视宁度。
进入天文台内部先穿鞋套,这是每次参观天文台的标准程序。然后沿着盘旋的楼梯上楼,中间还看到一间望远镜的控制室。
走到盘旋楼梯的尽前,就到了圆顶的内部。
圆顶内部的空间很大,容纳几十人参观没有问题,圆顶上除了可开合的观测窗,还有一部吊车,估计是吊装望远镜部件用的。
这时2.4米望远镜终于展现在我们面前。
望远镜是由英国望远镜技术有限公司(TTL)总体设计,云南天文台的工程技术人员进行安装。
望远镜上的TTL公司铭牌。
望远镜的光学结构为R-C,R-C结构是卡塞格林结构望远镜的一种,属于反射式望远镜。由H.Chretien提出,G.W.Ritch制成的。按他们两人姓氏的第一个字母命名为R-C望远镜。这种望远镜的球差,彗差都修正得较好,可用视场比其它卡塞格林望远镜更大,著名的太空望远镜哈勃用的也是采用这种光学结构。
R-C结构光路图
望远镜镜片由德国肖特公司(SCHOTT)提供,这个公司很多天文同好并不陌生,很多望远镜上用的都是肖特玻璃。肖特公司是一家跨国高科技公司,在特种玻璃、材料以及先进技术领域拥有130年的行业经验。
望远镜镜片重2.3吨,外圈直径2.4米,内圈中心孔直径0.5米,主镜焦比F/2.43。镜片材质是微晶玻璃,这种材质最大的优点是热膨胀性很小,主镜在-10°C至35°C的常用工作环境中察觉不到变形,极大的保证了望远镜成像的稳定性。
主镜下方带有多条加强筋的蓝色部件是主镜支撑
安装之前的主镜
副镜口径约0.7米,焦平面距离5.55米。
组合后望远镜焦比为F/8,工作视场8角分。
2.4米望远镜实际光路图
2.4米望远镜具有两个焦焦,一个是奈史密斯焦点,一个是卡塞格林焦点。奈史密斯焦点由一块可以旋转和平移的平面镜快速切换。
望远镜终端上布置的了多台设备。根据官方介绍,卡塞格林焦点直通口安装1台终端设备,侧面可以安装8台终端设备。2.4米望远镜经过升级改造后,具有多终端仪器快速切换能力,目前多台仪器可同时安装在卡塞格林焦点上,并且可在半分钟内互相切换使用。
望远镜支架为地平式支架。对很多天文爱好者而言,赤道仪是业余望远镜的标配,但对于大型望远镜来说,采用赤道式结构会造成望远镜的体积,重量,成本,工艺难度大幅度增加,采用地平式支架,配合场旋修正装置,才是经济合理的方案。
图中粗壮的蓝色双叉臂就是望远镜支架部分,望远镜的方位轴和俯仰轴用液压轴承支撑,两轴都由消齿隙电机驱动,转动望远镜指向目标和跟踪天体。
这么高大上的望远镜,不要忘了跟它合个影。
据天文台的工作人员介绍,2.4米望远镜刷新了我国所发现的类星体的红移记录。
类星体是一种非常神秘古老的天体,在宇宙诞生的早期就已存在。其质量可以达到太阳的千万倍,中心是超大质量黑洞。由于黑洞巨大的引力,周围的物质在快速落入黑洞时发出巨大的能量,迸发出耀眼的光芒。但因为离得过于遥远,被发现的数量并不多。
很多天体的命名都根据直观印象,并不反映它们自身的物理特性。类星体看起来像恒星,但和恒星没有关系。通过对高红移类星体的研究,天文学家可以了解早期宇宙的演化。
在2.4米望远镜投入使用之前,我国也发现过不少类星体,但是红移较小,落后于国际水平。 2.4米望远镜投入使用后,通过光谱观测寻找到的高红移类星体已有40多个,其中红移大于5的有25个。其中还包括一个红移6.3的极亮类星体,这个类星体形成于宇宙诞生后的10亿年,距离地球120多亿光年,光度是太阳的430万亿倍。该类星体是目前已知高红移类星体中光度星高,黑洞质量最大的类星体。
2.4米口径的光学望远镜是目前国内最大的通用光学望远镜,由于我国在这一邻域起步较晚,2米多口径放在国际上看真的不算大,2.4米望远镜最大的意义在于填补了地理经度上的空白。
其它望远镜:
丽江观测站共有四台科研望远镜。除了2.4米望远镜还有三台望远镜分别是:1.8米望远镜,BOOTES-4,TAT。但这些望远镜不在参观范围内,没有看到非常可惜。
根据官网上的资料,1.8米望远镜是一个自适应光学技术试验平台,配备了中国目前最好的自适应光学系统。没有找到相关图片。
BOOTES-4是全自动望远镜都是全球监测网的节点,能全自动观测,能自动进行部分数据处理。也没有找到相关图片。
TAT(台湾自动望远镜)也是全自动望远镜,是全球监测网的节点。以下图片来自天文台官网的监控。
周边:
双子天文庄园:
双子庄园位于之前提到的汝寒坪村,路口也有指示牌,不难找。去天文台时就会途经。
双子庄园离丽江观测站大约2公里路,无论是海拔,晴天率,空气透明度都和天文台是一个级别的。汝寒坪是在一个小山坡上,双子天文庄园在汝寒坪的后面,地势比汝寒坪村略高。
汝寒坪村
庄园面积大约是三个篮球场,该地是当地的一所废弃的学校旧址上修建的。
庄园内四周建房屋,中间是一个庭院。
庭院布置得比较精致,和之前途径的破旧的村落形成反差。天文庄园当然有一些天文元素,庭院左侧的地上鋪成北半七星的形状,把北斗七星中的开阳双星也做了出来。
庭院右侧有一个赤道式日晷,但日晷的晷针只做了一面。这很多现代仿制日晷的通病,想当然认为日晷就只用一面,晷针只要插在向阳面即可。其实日晷的背面同样有刻度,可以用来确认时间。
四周的房间由餐厅,客房,科普教室组成。正对大门店左侧和前面的建筑是一层楼,右侧是两层。客房被做成12星座的主题,每一个客房对应一个星座。
正对大门左侧和前面的楼房的楼顶是程控天文台所在,被分成四个区域,每个区域有一个平推顶。平推顶开启后露出一排排望远镜。平顶开启方向是面向双子庄园的外侧,不会影响庭院的光照。望远镜都架设在黑色立柱上。立柱位分为大小两种,小立柱一排四个,大立柱一排两个,用来安放大小不同的望远镜。
里面的望远镜在业余爱好者看来都是顶级设备。一套器材的价格差不多相当一辆小车。
双子天文台全貌,远处为玉龙雪山
右侧楼顶是目视和移动拍摄区域,和远程台隔开,这是科学的做法。楼顶是一个平台加一个小阳光房,阳光房可以供游客休息,平台就是目视区域,四周是防风墙,墙内有多个电源可给多台望远镜供电。
目视平台也是整个庄园的至高点,视野开阔。平台外侧正对着丽江著名景点玉龙雪山和拉市海。不过和所有的雪山一样,白天多数时间山顶会被雾气笼罩,一般清晨是观赏玉龙雪山的最佳时间。
虽然距离雪山有几十公里,不过当地的空气通透度很高,可以把天文望远镜平放,通过目镜高倍观赏雪山的细节。
平台上无法看见丽江观测站,观测站被一个山包挡住了。但可以看见丽江观测站的气象站,就在对面的一座小山上。
双子庄园的外围有大片松树林,有兴致的可以去走一走,听说能采到松茸。
纳西神树:
纳西神树就在双子庄园不远处。
植物崇拜在很多民俗信仰中都存在。
纳西人自称“纳西蒙比若”,意为祭天的子民。
每年正月的祭天仪式上立松,柏,等神树于祭坛膜拜,反映了少数民族希望借助自然力量来摆脱贫困,追求美好生活的向往。
纳西神树和玉龙雪山
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