LAMOST光谱巡天 赵永恒 国家天文台 2014年7月

提纲 光谱巡天 LAMOST介绍 LAMOST巡天 发展路线图

光谱巡天 巡天观测：大视场（广角） 定点观测：大口径（长焦） 光学天文： 多色巡天 光谱巡天 多个滤光片+探测器 多光纤/多狭缝+光谱仪+探测器

多色巡天 底片巡天 数据库 POSS-I（1948-1958）， 6o视场，极限22m POSS-II（1987-1992） Polomar 1.2m施密特望远镜 POSS-II（1987-1992） ESO/SERC（1990s） AAO 1.2m施密特望远镜 数据库 Digitized Sky Survey (DSS)，2波段 USNO-A2.0 ： 526,280,881天体 DSS Optical

CCD成像巡天 SDSS：5波段 Pan-STARRS：5波段 LSST：6波段 APO 2.5m望远镜，3o视场 SDSS-I： 2000-2005 230,000,000个天体 Pan-STARRS：5波段 夏威夷大学1.8m望远镜， 3o视场 PS1：2010-2013 LSST：6波段 8.4m望远镜， 3.5o视场（2021年） 时变：全天/每周（照片电影）

天体光谱 化学成分 速度 距离（遥远天体） 物理性质 天体分类

国际上的光谱巡天 巡天项目 口径 视场 光纤数 光谱数 巡天时间 2dF 3.9m 2o 400 250,000星系 1997-2002（5年） 6dF 1.2m 6o 150 136,304星系 2002-2004（2年） RAVE 574,630恒星 2006-2013（7年） SDSS-I/II 2.5m 3o 640 1,270,000星系 2000-2008（8年） SDSS-III 2,000,000恒星 2008-2014（6年） LAMOST 4m 5o 4000 5,000,000恒星 2012-2017（5年） BigBOSS 5000 24,000,000星系 2018？-（5年）

LAMOST特点 LAMOST是主动反射施密特望远镜，是国家重大科学工程项目

LAMOST结构

LAMOST子系统 输入星表与巡天战略 观测控制与数据处理 圆顶 焦面仪器 望远镜控制 机架与跟踪 光学系统 主动光学与支撑

MB 6.1m

MB： 37块子镜 拼镜面主动光学 （July 13,2008)

MA (4.9m)

MA：24块子镜 薄镜面主动光学 ＋拼镜面主动光学 （Sept. 10, 2008)

焦面仪器 4000 光纤 (130km) 4000 光纤定位单元 16台光谱仪 每台250光纤 32 4k x 4k CCD相机

Positioning unit with 2 step motors 光纤定位单元 Double arm scheme Positioning unit with 2 step motors

S-H sensor for MA Guiding CCDs

16台光谱仪 每台250 光纤 RL = 1800 (2/3 slit width) 光谱覆盖: 蓝臂: 370—590nm

2008年10月：落成典礼 2009年6月：国家验收 2009年9月-2011年6月：试运行 2011年10月-2012年6月：先导巡天（PDR） 2012年9月-2013年6月：正式巡天1（DR1） 2013年9月-2014年6月：正式巡天2（DR2）

LAMOST先导巡天 2011年10月24日开始先导巡天 2011年11月24日开始释放数据 到2012/6/26 观测401个天区

Emission line galaxy r=19.90 z=0.06 Emission line galaxy r=19.90 z=0.09 Quasar r=19.14 z=2.40 K3 star r=19.40 WD star r=18.18

LAMOST 数据通过网络化协同工作平台对外发布

数据公开释放 2012年8月：国际天文学联合会（IAU）大会 318,797 光谱（S/N >10） 样本 DVD （40,000 光谱）

公开数据释放网页

LAMOST正式巡天 2012.9.28-2013.6.3 Plate：803

DR1数据集（ 2013年9月16日发布） 分类 先导巡天 正式巡天 合计 发布光谱数 717,660 1,487,200 2,204,860 恒星 648,820 1,295,586 1,944,406 星系 2,723 9,359 12,082 类星体 621 4,396 5,017 S/N>10光谱数 592,785 1,213,227 1,806,012 S/N>10恒星 547,868 1,173,928 1,721,796 恒星参数 373,481 711,923 1,085,404

国际上恒星光谱巡天项目 恒星光谱巡天项目 巡天时间 获得光谱数 美国SDSS SEGUE：2004-2009 36万 APOGEE：2011-2014 10万 APOGEE2：2014- 50万 欧洲RAVE 2003-2013 57万 LAMOST 2011-2013 172万

恒星参数（ 1,085,404颗恒星） 有效温度、表面重力

金属丰度、视向速度

发布第一批LAMOST数据新闻通气会 2013年9月16日（十余家知名媒体） LAMOST DR1数据对国内天文学家和国外合作者发布 LAMOST PDR数据对全世界公开发布

LAMOST正式巡天 2012.9.28-2014.5.26 Plate：1383

巡天进度（至2014年5月25日） 分类 先导巡天 正式巡天1 正式巡天2 合计 发布光谱数 717,660 1,487,200 1,385,364 3,590,224 恒星 648,820 1,295,586 1,257,496 3,201,902 星系 2,723 9,359 22,015 34,097 类星体 621 4,396 4,203 9,220 S/N>10光谱数 592,785 1,213,227 S/N>10恒星 547,868 1,173,928 1,159,065 2,880,861 恒星参数 373,481 711,923 恒星：1160398 其中g或i波段信噪比大于10的：1050842 星系：17994 类星体：3325 UNKNOWN：139984 总发布数：1321701

LAMOST运行组织结构 9-12月＋1-6月：巡天观测 6-8月：设备维护

科学委员会 运行中心 输入 LAMOST 星表 数据产品 原始数据 科学研究 北京 兴隆 银河系巡天 巡天计划 观测运行 河外巡天 设备维护 北京 兴隆 输入 星表 LAMOST 银河系巡天 巡天计划 观测运行 河外巡天 设备维护 技术发展 数据产品 数据处理 原始数据 科学研究 数据中心

数据发布 内部发布 公开发布 PDR (1月增量) (部分) 2012.8 2013.9 DR1 (3月增量) 2013.9 2014.12 (3月增量) 2014.9 2015.12 DR3 (3月增量) 2015.9 2016.12 *国内研究人员 / 国外合作者 *论文发表政策

利用巡天数据的 初步研究成果

科学研究 先导巡天以来，利用LAMOST数据已发表SCI论文33篇。 目前相关科研工作正在稳步进行中。

新发现一颗超高速星 Zheng et al. 2014. ApJ Letter LAMOST DR1 新发现一颗距地球最近的超高速星 命名为LAMOST-HVS1 国际媒体 美国犹他大学网页http://unews.utah.edu/news_releases/nearest-bright-hypervelocity-star-found/ 天文学杂志 《Astronomy Magazine 》 http://www.astronomy.com/news/2014/05/nearest-bright-hypervelocity-star-found 新华社驻华盛顿记者采访—人民网英文网http://english.peopledaily.com.cn/202936/8620973.html 环球网-国际新闻http://world.huanqiu.com/article/2014-06/5011071.html

银河系光谱巡天计划

银河系巡天（2012-2017） SDSS 北银冠 LAMOST 反银心 SDSS 南银冠 填补中国在大型天文基础数据上的空缺 获取LAMOST标志性的总数达500万条光谱的巡天样本： 反银心3,400平方度连续覆盖天区，225万条恒星光谱，极限星等 17.8 反银心以外低银纬天区及银晕天区，125万条恒星光谱 实现50万个多波段天体的光谱证认 利用亮月夜获取150万条9-14等亮星的光谱 42

“千亿个太阳” 银晕 核球 银盘 金星 水星 地球

银河系巡天的创新之处 依托国家大科学工程，充分发挥LAMOST巨大的光谱获取能力； 在国际上率先实现天区覆盖连续、统计无偏大样本银河系光谱巡天，为我国在大型天文基础数据库上填补空白； 揭示银河系集成历史及相关物理过程和规律，阐释二十一世纪天体物理学重大问题 — 星系的形成与演化

重大科研计划 国家重点基础研究计划（973计划） 科学基金天文重大项目 中国科学院战略性先导科技专项 《基于LAMOST大科学装置的银河系研究 及多波段天体证认》 科学基金天文重大项目 《LAMOST银河系研究》 中国科学院战略性先导科技专项 宇宙结构起源——从银河系的精细刻画到深场宇宙的统计描述 项目1：精细刻画银河系和近邻宇宙揭示星系结构起源

展望未来

LAMOST光谱巡天路线图 5年 10年 15年 LAMOST 4m, 4000 （兴隆） 新光纤 定位系统 5000 焦面 仪器 恒星 星系 巡天 LAMOST South 4m, 5000 （智利） Big LAMOST 8-12m, 8000 （西藏阿里）

光学天文设备的发展趋势 30-40m TMT E-ELT 8-10m Keck VLT 地面光学 JWST 6.5m HST 2.4m 空间光学 1.8-2.5m SDSS Pan-STARRS 多色巡天 8.4m LSST 2.5-4m SDSS LAMOST BigBOSS 8-12m Big LAMOST MSE 光谱巡天

谢谢！