重大项目可行性研究报告

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1、中国科学院知识创新工程重要方向项目建议书项目名称：南银冠u波段巡天候选项目负责人：周旭依托单位：国家天文台参加单位：国家天文台、上海天文台联系人：周旭电话：010-64852571E-mail：zhouxu@bao.ac.cn所属创新基地：交叉前沿部署主管专业局/主管专业处：基础局/天文力学与空间科学处中国科学院计划财务局制2009年9月3日填40摘要随着国际上新的大望远镜的不断出现，在追求高极限星等和高空间分辨本领，对宇宙进行深空观测的同时，通过SDSS等巡天项目，人们越来越意识到大视场多色巡天观测的重要性。然而，目前除了SDSS将观测小部分南银冠天区外，几乎没有对

2、南银冠的u波段(3551Å)巡天的项目。随着SDSS项目的成功和LAMOST在2008年10月的顺利竣工和试观测的开始，越来越多的天文学家意识到u波段测光数据的重要性，我们希望利用包括u波段在内的测光数据开展恒星和星系多方面的天体物理研究工作，并为LAMOST提供观测样本和为LAMOST数据处理及流量定标提供支持。根据课题时间的紧迫和目前我国观测设备的限制，我们希望通过国际合作得到多色测光数据。经过调查和分析国内外望远镜观测能力之后，我们认为美国亚利桑那州Steward天文台的90英寸（2.3米）Bok望远镜可以有效地完成u波段的观测任务。经过反复协商，我们和美国亚利

3、桑那大学的Steward天文台共同认为合作观测南银冠天区是可行的，并双方签署了南银冠u波段巡天计划的协议。巡天计划的主要内容是利用位于美国亚里桑那州基特峰(KittPeak)的2.3米望远镜和大视场CCD相机，开展 对银纬b<－30°和赤纬DEC>－10°的南银冠天区3700平方度的天区的u波段（3551Å）巡天。通过5分钟的曝光积分时间，极限星等将暗于23等。目前该计划已经启动，美国方面已经在研制新的用于巡天的CCD相机。我们希望于今年年底开始观测，通过3年（每年9月份-12月份）时间内完成观测，并及时地开展数据处理工作。在观测进行之中和完成之后，我们将得到属于国家

4、天文台的观测数据和新研制的望远镜终端设备。同时将获得的观测数据与其它波段数据结合，我们将取得很多天体物理研究成果，并在国际天文研究上产生重要影响。一、立项依据1、项目的科学意义，国内外研究概况及发展趋势天文巡天是指使用望远镜对天空某些范围进行图像或者光谱观测。在过去，巡天被局限为一个波段的电磁辐射或者某种类型粒子的流量（如宇宙线）的测量，最后往往得到某种类型的天体（如亮于某个视星等的亮星）的天文性质的物理参数。近几十年来，科学技术的更新促使了一大批高性能的天文望远镜的诞生，各种国际上的巡天项目不断开展，而且越来越多的巡天都逐渐趋向于多波段观测，更多的波段提供给我们天体

5、更多的信息，可以帮助我们在不同波长上更全面地了解天体的物理性质。对于u波段巡天，我们可以得到波长约3551Å天体的流量，结合Pan-STARRS望远镜的g(4100Å)，r(5500Å)，i(6940Å)，z(8470Å)，Y(9600Å)40的波段数据，我们就可以得到南银冠3700平方度波长范围从3500—9600Å的谱能量分布，从而进行各种天体物理研究。南银冠u波段巡天的科学意义如下：（1）对恒星、星系、活动星系核及类星体的初步分类判定需要多色测光，而u波段的测光会显著提高分类的准确性和可靠性。从形态上可以分出恒星和近邻星系：恒星是点源，星系是展源。从双色图上可以

6、初步判断出天体的类型。图1中分别显示了恒星、星系和类星体在双色图上的分布，我们可以看出这三种类型的天体在双色图的中的位置分布是不同的，因此，我们可以通过双色图上的位置来初步判断天体的类型。从图1中可以看出在使用了SDSS的u波段测光后，恒星、星系和类星体的分布更加广，分得更开，这样就有利于提高我们对未知天体的类型进行初步判断的准确性和可靠性。本项目拟用美国KittPeak天文台2.3米Bok望远镜进行u波段的观测，得到的测光数据将用来研究上述问题。图1：SDSS测光中的恒星（×），星系（△）和类星体（其中红移z<3.5的源用□表示，红移z≥3.5的源用■表示）的双色图

7、。40图2：普通的恒星用点表示，星系用方框表示，类星体用大圆圈表示。我们可以看到恒星和星系的明显区别，一些类星体也可以很容易被识别出，因为在双色图上的位置和别的天体不同。（2）类星体候选者的判定，尤其是中低红移类星体选源，u波段数据是必不可少的。在2.5