天体测量学家的科研日常

2024-10-29唐正宏

知识就是力量 2024年10期

宁静的夜晚，星辰点亮宇宙帷幕之时，有一群观星者正悄然忙碌于天文台或实验室中。这群人就是掌握精密仪器使用方法、测量天体几何信息的天体测量学家。那么，天体测量学与人类社会发展有怎样的历史渊源？天体测量学家日常的工作又包括哪些呢？

天体测量学的起源：从肉眼到工具

天体测量学的起源可以追溯到人类文明萌芽时期。那时，人类用肉眼观测太阳、月亮和星星来指示方向，确定时间和季节，以指导农作物生产；尧帝时代，设立了专门从事“观象授时”的天文官；古人还创造出了最古老、最简单的天文仪器（详见本期《知识就是力量》）。

在天文望远镜发明之前，丹麦天体测量学家布拉赫·第谷（Brahe Tycho），曾花费数十年坚持观测太阳系内的大行星。他的观测精度极高，接近了人眼观测的极限。

得益于第谷的高精度数据，他的学生约翰尼斯·开普勒（Johannes Kepler）总结归纳出行星运动三大定律（又称开普勒定律）。在此基础上，牛顿提出万有引力定律，对物理学和天文学的发展产生了深远影响。

测绘星空：新时代的天体测量工作

随着观测技术和天文学理论研究的不断深入，现代天体测量学发展突飞猛进。

天体测量学家将地球大气层以外的所有天体（如星系、恒星、太阳系天体和人造卫星等）作为测量对象，运用光学望远镜、红外望远镜、紫外望远镜、射电望远镜、干涉测量等测量工具和手段，测量天体的几何信息，如大小、形状、位置、速度、姿态、旋转等参数。

天体测量学服务于大地测量、定位导航、深空探测、太阳系天体轨道和演化、银河系结构和运动学、宇宙学等应用和基础研究领域，为它们提供高精度的数据。

揭开宇宙的神秘面纱

我所在的中国科学院上海天文台（以下简称“上海天文台”）成立于1962年，其前身是1872年建立的徐家汇天文台和1900年建立的佘山天文台cef0f737f030b6aa5ad19bef354284c6。早期徐家汇天文台的主要工作内容之一就是定位和授时。

1965年，上海天文台主持的“综合时号改正数”通过国家级技术鉴定。鉴定委员会一致认为，我国的综合世界时的精确度已达到国际先进水平。1966年初，正式作为我国的世界时基准向全国发送，这就是现在的“北京时间”。

目前，上海天文台承担了多项与天体测量相关的科研项目。

高精度定位新发现的近地小行星

我带领的团队正在通过国际合作，利用首创的旋转漂移扫描CCD技术（Charge-Coupled Device，是天文学领域一种革命性的影像传感器技术，可帮助生成高质量的天文图像），分步升级、改造国外多架中小口径望远镜（口径小于1米），全部安装旋转漂移扫描CCD终端，争取在10年内建成一个超过10架望远镜的全球观测网，联合开展新发现近地小行星的精密观测工作，为小行星撞击地球预警提供高精度测量数据。