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LAMOST天体光谱巡天的最新进展

时光荏苒,自2012年9月接下正式巡天的“令箭”起, LAMOST这艘备受瞩目的“天文光谱航母”已经不知不觉在浩瀚的星空中遨游了三载。并于2015年6月2日圆满结束正式巡天第三年的观测任务。作为我国自主研制的新型大视场兼备大口径的王-苏反射施密特望远镜,截止到2015年6月,LAMOST共观测了2,669个天区,对外释放了569万余条光谱数据,其中还包括314万恒星光谱参数星表。先导巡天和正式巡天第一年的数据集——DR1已于2015年3月向全世界公开发布;DR2数据集于2014年12月已向国内天文学家和国际合作者发布;正式巡天第三年的α版数据也于2015年7月15日向国内天文学家和国际合作者发布。 相比世界上所有已知光谱巡天项目,LAMOST获取的光谱总数遥遥领先,可谓坐实了“光谱之王”的宝座。 

表1:发布版数据情况

分类 版本  总光谱数 信噪比大于10 的光谱数 恒星光谱数 恒星参数表
PDR v2.6.4 717,496 554,040 648,746 360,049
DR1 v2.6.4 2,204,696 1,746,202 1,944,329 1,061,918
DR2 v2.7.5 4,136,482 3,275,156 3,784,461 2,207,803
DR3 α版 v2.7.5 5,695,406 4,611,537 5,217,758 3,145,307

 

三年来,LAMOST在保证正式巡天稳步开展,光谱数量持续增长的前提下,中心各部门工作人员坚持不懈地从仪器性能、观测效率、光谱质量等诸多方面不断提高,取得了显著的进展。LAMOST望远镜的观测成功率,从先导巡天的48.4%,到第一年正式巡天的62.7%,第二年和第三年的观测成功率则达到了70%以上。望远镜的仪器故障率逐步降低,从先导巡天的12.5%,逐步减少到第一年正式巡天的5.3%,第二年正式巡天的4.4%,更令人欣喜的是正式巡天第三年故障率直降到2%。这为巡天工作的顺利开展奠定了基础。

当观测条件优良时(焦面星象大小好于3.3角秒),望远镜总透过率从先导巡天时蓝端的1.06%逐步提高到第二、三年巡天时的2.64%和2.57%,红端从先导巡天的2.57%提高到第二年巡天时的4.75%和第三年巡天时的5.12%。统计结果表明,三年来光纤效率逐年提高。

正式巡天三年期间,科学巡天部工作人员从包含2亿多目标星的40个输入星表中制定出最优化的观测计划,共准备了35,727个巡天观测天区,提供了不同观测条件下充足的选择余地。

数据处理过程好比数据成品的“加工过程”,直接关系到最终数据产品的质量,三年来,数据处理软件也在不断地升级优化,从开始的v2.6.4版本升级到当下的v2.7.5版本。目前由科学巡天部负责的二维数据处理过程中减天光精度和波长定标的稳定性(4km/s)已达到国际先进水平。面对百万级的海量数据分析重担,数据处理部自先导巡天开始逐步摸索出了一套适合LAMOST的,以数据库为核心的数据分析流程。建立和不断完善了数据质量监控体系。利用积累的LAMOST数据构造了用于恒星分类的模版库,使得恒星分类准确率达到90%以上。对于占巡天数据总数99%的约500多万恒星,已经可以直接使用软件的分类结果。同时研究并设计了星系模块以提高星系光谱的正确识别率,目前该模块使得星系光谱的正确识别率提高到92%。并研发了LASP恒星参数测量软件,使得测量精度达到国际领先水平。

 LAMOST光谱巡天以来,虚拟天文台团队在数据存储、管理及数据发布方面给予了大力的技术支持和帮助,从最初的规划,到先导巡天数据和三年正式巡天数据的管理和发布,都投入了大量的精力。数据发布网站是用户获取数据产品的渠道,因此发布网站精湛的设计则是服务于用户至关重要的环节;根据用户在使用过程中的建议和反馈问题,虚拟天文台团队对数据发布网站不断改进,精益求精,逐步完善了网站的各项功能,切实为用户方便快捷地获取所需的LAMOST数据打下了坚实的基础。同时虚拟天文台团队为LAMOST协同工作平台的维护和后台管理也做出了较大贡献,成为LAMOST光谱巡天运转体系中不可或缺的坚实后盾。

光谱数据的不断积累,吸引了越来越多的LAMOST用户,截止8月底,用户人数达到360余人。LAMOST的巡天进展和科研成果已引起国际天文界的广泛关注和合作兴趣,目前共有来自中国、美国、德国、比利时等国家的58所科研院所和大学利用LAMOST数据开展研究工作,利用这些大规模的光谱数据陆续取得了一个个令人振奋的科研成果,截止到2015年8月,共发表SCI论文 78篇;并于8月份出版了利用LAMOST数据发表论文的《天文和天体物理学研究》(RAA)专刊,共计21篇涉及各方面的天文研究成果收录其中,在2015年8月3日至14日召开的国际顶级天文盛会——第29届国际天文联合会(IAU)上传发,受到国际天文界的一致好评。

    得益于LAMOST,天文学家在这广袤的谱海中寻找到了诸多有价值的“美丽贝壳”,并利用大样本数据的优势开创了更多天文认知的新局面;比如:发现了贫金属星的“新成员”,发现一颗距地球最近的超高速星,发现银河系盘星的数据子结构,发现太阳领域速度分布的新结构,精确测量了太阳的本征速度,精确测量红巨星的表面重力等。这一系列的研究成果彰显了LAMOST数据在天文探索中的价值和意义,为人们更好地认知神秘的银河系乃至真个宇宙迈出了坚实的一步。随着LAMOST光谱巡天的继续开展,更多高显示度具有影响力的科研成果将会纷至沓来。