中大赛马会天文仪器实验室 研高性价比光谱仪降价九成效率高一倍
人类自古以来对宇宙万物怀有好奇心,热衷探索天文的未知世界。香港中文大学获赛马会慈善信托基金捐助成立赛马会“天文仪器”创科实验室及研究赛马会光谱巡天系统,昨(18日)举行开幕典礼。实验室将用于设计及研究新型天文仪器,现时致力研发由性价比更高的光谱仪和望远镜组成的光谱巡天系统,以测绘银河系和近邻星系中的星际介质,深入了解恒星形成的过程。
基金捐款约5千万港元成立5个赛马会创科实验室,赛马会“天文仪器”创科实验室是其中之一。实验室总监严人斌教授表示,很高兴今次在中大有政府和赛马会的支持,获得资源作基础研究,有机会实行过去一直有的想法,期望提升天文仪器水平。
仪器主打高性价比 十分一价钱效率高一倍
赛马会光谱巡天系统由多台高分辨率的成像光纤光谱仪及小型大视场望远镜组成,可以对银河系和近邻星系中的星际介质进行高空间分辨率和高光谱分辨率的大面积全面测绘,以了解恒星形成区的物理性质及其反馈机制。简单来说,仪器透过拍摄天文图像采集数据,让研究人员进一步分析。
现时一台专业光谱仪售价约1000万港元,实验室正研发的光谱仪则可减至约100万港元,性能达原有的八成,变相大大提高性价比,提高测绘宇宙的效率达一倍。严教授解释,系统采用新的设计思路,先透过减少光纤尺寸,让光谱仪的光速宽度变小,从而令仪器可转用更小的光学仪头,例如现成商用镜头,免却订制光学原件,有助降低价钱。他补充,团队更打算批量生产光谱仪,进一步降低成本。
系统的另一重要零件是小型大视场望远镜,与传统大型望远镜只看到小区域不一样,今次望远镜可以覆盖整个目标面积,采集恒星形成区每一点光谱。最终,两者结合的巡天系统可拍摄出不同影像作分析之用。
首阶段料2025年中完成 填补天文数据空白
研究团队现正投入研发工作,系统完成后将送到中国西北部较少光污染和天气晴朗的地区,例如新疆或青海观测站,自动化收集数据,预计2025年完成。每台机器能测量约300平方度天空,相等全个天空约0.75%,严教授表示,展望未来与国家合作,扩大规模,若有100台机器,在4年时间内可测量四分一个天空。
他又指,现时的天文学界观察大多聚焦在单一恒星,或较遥远的星系研究,反而缺少了中间一光年至几百光年的数据,期望实验室的研究可填补中间的空白。
冀提升天文仪器制造水平 推动新技术发展
严教授指,研究成果将会是提高国家天文仪器制造水平的一大推动力,除了在天文观察的影响外,光纤技术亦有多方面应用,例如医学成像,冀今次研究推动新技术发展。同时天文学对青少年很有吸引力,严教授相信天文研究的成果可激发学生做科研的兴趣。
被问及对天文学的想法,严教授犹记得小时候在北京郊外看到满天星的情景,当时深受大自然的神奇震撼,“现在技术发展越来越好,只要敢想敢做,可能想起来很疯狂的想法在几十年后可实现”,他最后鼓励对天文学有兴趣的年轻人勇于追求梦想。