墨子巡天，启动！

多年以后，当我们回顾中国现代天文学的发展史，会注意到2023年9月17日是一个有特殊意义的时间点。在这一天，一台名为「墨子巡天望远镜」的2.5米口径光学望远镜正式启用，它是2008年郭守敬望远镜落成后，15年来中国建成并启用的第一台两米级光学望远镜。而这台望远镜落成的意义，不仅仅体现在口径上。

墨子巡天望远镜外观︱科技日报张蕴

当我们浏览每一篇关于墨子巡天望远镜启用的新闻或微博，基本都会看到一张星系照片——这是墨子巡天望远镜的首光照片。

墨子巡天望远镜首光照片︱中国科学院

所谓首光（First light）一般指光学望远镜建成后初次使用时拍摄记录的图像，新闻中的星系照片，就是墨子巡天望远镜在调试运行期间拍摄的仙女座星系。距离约250万光年的仙女座星系是银河系周边最重要的「邻居」之一，在接受科技日报采访时，墨子望远镜团队成员介绍了选择仙女座大星系作为首光照片拍摄对象的原因[1]：

仙女座星系（又称M31）是距离银河系最近和最大的旋涡星系，它的结构特点和金属丰度与银河系相近，是探索银河系及同类星系形成与演化的理想研究对象。由于仙女座星系在天空中跨度大，已有的天文望远镜观测仙女座星系费时费力，难以同时拍摄它的精准全貌及周围环境。墨子巡天望远镜兼具大视场和高分辨成像能力，首光获取了仙女座星系和其外围区域多色图像，揭示了仙女座星系及其周围天体的明亮至暗弱星光分布特征，可以用于细致刻画星系内部及星系间相互作用的动力学过程。

对于不研究天文的外行而言，可能无法立刻消化这段文字背后的诸多科研意图，但其实我们普通人可以通过照片的拍摄范围去直观理解这台墨子巡天望远镜的一大特点——大视场。天文观测中我们一般使用度（°）来衡量天体在天空中的大小，例如满月和太阳大约都是0.5°。仙女座星系作为实际大小达到20万光年的旋涡星系，在地球的天空中也占据了不小的位置——可以达到6个满月之多，超过3°。

3°对于口径较大的光学望远镜来说是非常大的视场范围。以中国目前口径最大的通用光学望远镜——2.4米光学望远镜为例，其有效视场介于10′到40′[2]，和满月的大小相当。而从墨子巡天望远镜的首照不难看出，望远镜可以将宽达6个满月的仙女座星系轻松拿下，相当于一次拍摄了36个满月大小的天空范围，可以说极大提高了观测效率。

墨子巡天望远镜视场与满月的对比︱中国科学院紫金山天文台

当然，作为一台巡天望远镜，大视场是标准配置，比墨子巡天望远镜早一年投入使用的云南大学多通道测光巡天望远镜（Mephisto）也做到了1.6米口径+2°视场[3]。

国际大型光学图像巡天项目使用的望远镜与成像设备规格︱中国科大新闻网

按照望远镜团队的设计预期[4]，墨子巡天望远镜在相同条件下的巡天深度可以在特定波段下超越现有大视场巡天项目（如ZTF）约2个星等，大大增强了寻找引力波源电磁对应体（如千新星）、高红移超新星等天体的能力。此外望远镜虽然在硬件上远不及[5]正在建造的下一代巡天望远镜霸主薇拉·鲁宾天文台（VRO），但两者的地理位置使得它们在时域巡天领域构成了很好的互补关系：墨子巡天望远镜位于北半球中纬度地区（38°N），鲁宾天文台则位处南半球中纬度地区（30°S），同时两者经度相差约158°。两台镜子一北一南，一东一西，可为全球天文学家提供及时且全面的时域天文数据。

建设中的薇拉·鲁宾天文台︱RubinObs/NSF/AURA

未来六年墨子巡天望远镜的观测时间将主要用于两个核心项目——广域巡天（WFS）与深度高节奏巡天（DHS），两者占总观测时间约90%。预计广域巡天可以覆盖北天球约8000平方度[6]天区，巡天深度达到25.8等，与此同时深度高节奏巡天覆盖天赤道附近约720平方度，巡天深度比广域巡天更近一步，达到27.3等。

左侧圆顶为墨子巡天望远镜︱wfst.ustc.edu.cn

墨子巡天望远镜位处青海省海西蒙古藏族自治州茫崖市冷湖镇赛什腾山上，这一位置是2017年我国天文学家进行天文台址勘选时发现的，前后3年（2018~2020）的监测数据表明该选点的台址质量可以比肩智利阿塔卡马沙漠地区、美国的莫那卡亚和西班牙外岛拉帕尔马等中纬度一流天文台[7]。

冷湖赛什腾山天文观测基地总体规划，白色箭头处为墨子巡天望远镜所在位置︱参考文献[7]

截至2023年初，已有9个项目共35台天文望远镜入驻冷湖天文观测基地[8]，墨子巡天望远镜是其中最早投入使用的两米级光学望远镜。目前确定在冷湖建设的口径在2米以上的光学望远镜还有交通大学4.4米光谱望远镜（JUST）[9]与6.5米宽视场光谱巡天望远镜（MUST）[10]，两台望远镜预计会在墨子巡天望远镜完成第一轮六年巡天任务前（即2029年以前）投入使用。

JUST︱上海交通大学李政道研究所

MUST︱参考文献[10]

参考&拓展

[1]http://www.stdaily.com/index/kejixinwen/202309/bf64b9340e0044669640bcd8063df19d.shtml

[2]http://www.ynao.cas.cn/kyzz/2m4_telescope/

[3]http://www.mephisto.ynu.edu.cn/site/intro

[4]https://link.springer.com/article/10.1007/s11433-023-2197-5#article-info

[5]VRO的口径为8.4米，有效视场3.5°

[6]整个天空约4.2万平方度

[7]邓李才,杨帆,何飞等.冷湖赛什腾山光学天文台址勘选结果及暗夜保护[J].青海科技,2022,29(03):46-59.

[8]https://www.haixi.gov.cn/info/1249/242550.htm

[9]https://www.chinanews.com/gn/2023/09-10/10075329.shtml

[10]Zhang, Y., Jiang, H., Shectman, S. et al. Conceptual design of the optical system of the 6.5m wide field multiplexed survey telescope with excellent image quality. PhotoniX 4, 16 (2023)