“快看！星星！”
相信每个人都在星光灿烂的夜晚感叹过，深邃的天空一直是人类的求知欲绝佳的去处。随着科学技术的发展，科学家借助望远镜在“仰望星空”上继续深耕，开辟了天文学的新时代。2018年，中国科大与紫金山天文台共同开展了“大视场巡天望远镜（Wide Field Survey Telescope，简称WFST）项目”。依托WFST，2021年12月，中国科大教育基金会与唐仲英基金会签约，合作开展西部时域天文巡天项目。
什么是“巡天”？为什么要在中国西部巡天？本期【小科有“普”】专栏，带你了解WFST的星空摄影展，探索中国西部灿烂的星空！
01 什么是天文巡天？
“巡天”一词不禁让人想起敦煌壁画中，神情自若的飞仙和羽人。不长翅膀不生羽毛、借助云而不依靠云，慈悲又感怀的望着芸芸众生。中国人对与宇宙的遐想由来已久，即使囿于生理的局限，也并不能阻挡我们的思维和想象力飞往天空的深处。随着天文学和理论物理的发展，一批批的天文学家的成果相互相印证和累计，建立起了基本的宇宙观。在接连否定了地心说、日心说、星系中心说之后，科学家开始提出“宇宙是没有中心的、宇宙很可能是无限的”等等猜想。
但是，得不到科学的观测和验证的精妙理论与猜想不过是纸上谈兵。人类需要建立起一个基本的宇宙肖像，为了对尽可能多的星系以及星系中可能的爆发现象进行系统观测，天文学家采用了无差别扫描的方式来观测它们，这就是天文巡天观测，简称“巡天”。
02 时域天文的热土——中国西部
时域天文是研究天体如何随时空变化的领域，也是天文学发展最活跃的领域。高质量的天文观测需要极高的要求——空气极为透明，这意味着天文观测的选址地点要满足污染少、晴日多、空气中水汽和尘埃少等一系列苛刻的条件。长期以来，我们都苦恼于中国没有适合开展时域天文观测地理条件，直到2021年8月，国家天文台邓李才团队在《自然》发表著作，证明了中国西部青海冷湖拥有绝佳的观测环境。
冷湖镇赛什腾山的夜晚星空
青海冷湖的赛什腾山海拔4200～4500米，从山顶朝下望去，就像“天问一号”传回的火星表面一般，“风尘与萧索齐飞，沙砾共黄土一色”。极致的萧条催生出绝佳的天文观测条件——逼近理论极限的天光黑暗程度、接近或优于夏威夷莫纳克亚天文台等世界顶级台址的视宁度和水汽含量，以及高达70%的优良晴夜率。“双一流”重点建设项目“中国科学技术大学—紫金山天文台2.5米大视场巡天望远镜”基建工程就在此落地，并得到了唐仲英基金会的支持，希望通过WFST项目在时域天文核心科学研究领域寻求突破，促进中国西部地区成为国际一流的天文台址。
青海省冷湖天文观测基地星空的延时画面
WFST Camping ground
03 为什么需要WFST？
人类瞳孔作为看向太空的工具太小了，我们要观测到宇宙星体就需要具有更强的集光力的望远镜。集光力数值是望远镜口径和人眼“口径”的面积比，望远镜口径越大，集光力愈强。天文学家们想要看清楚很遥远很暗弱的天体，就要建造大口径的望远镜，中国科大2.5米大口径的WFST也是因此而生。WFST除了大口径望远镜本体以外，还有主焦相机、望远镜圆顶台和数据存储分析三个分系统。其中关键设计——“主焦相机”的组成部分 CCD290-99 芯片研发自中国科大王坚团队，这一设计让WFST有了一双更加明亮的双眼和更加聪慧的图像处理大脑。它能每三天巡视一遍它的全部可见天域——北半球的三分之二，这种快速巡天的能力比肩目前最先进的LSST望远镜。
左：WFST概念图 中：主焦相机 右：CCD290相机
同时WFST可获取高精度位置和多色亮度观测数据，高效搜寻和监测天文动态事件，可以在时域天文（引力波电磁对应体等）、太阳系天体普查、银河系结构和近场宇宙学等领域取得突破性成果。WFST科学巡天数据，同时也可用于空间碎片监测，服务国家航天安全的战略需求。
WFST望远镜结构示意图
中国科大教育基金会·唐仲英基金会 西部时域天文巡天项目
中国科大教育基金会与唐仲英基金会合作的“西部时域天文巡天项目”正稳步推进，带领我们从未知到已知，再从已知到未知。生理的局限并没有阻挡我们望向深空的渴望，智慧的闪光指引着我们勇攀高峰。近年来，唐仲英基金会与中国科大教育基金会展开全面合作，陆续设立仲英青年学者、德育奖学金、社会援助基金项目，并支持建设中国科大书院，共同关注青年成长，齐心助力科大建设。
科普基金
为助力传承和培养科学传统，建设崇尚科学的社会氛围，提升公民科学素养，倡导、弘扬科学精神，中国科学技术大学教育基金会特设立“科普基金”。目前，“科普基金”已支持了全国科学实验展演汇演活动、贵州省六盘水市六枝特区科技馆援建项目、墨子沙龙、石头科普沙龙等多个科普项目，将复杂深奥的科学成果以直观易懂的形式展现出来，让公众及时掌握科学知识。后续，我们也将一如既往地做好搭建科普平台、建设科普场馆、开展科普宣传等活动。中国科大教育基金会竭诚希望得到社会各界人士的支持和捐赠，助力中国科大履行作为全国一流高校传播科学知识的重任，为人类科普事业的发展做出贡献。
