上海天文台

介绍：

上海天文台

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拥有若干具有国际一流竞争力的研究团队；努力为天文观测研究和国家战略需求提供科学和技术支持。上海天文台以天文地球动力学、天体物理研究室、射电天文科学与技术研究室、光学天文技术研究室、时间频率技术研究室5个研究部门。拥有甚长基线干涉测量VLBI观测台站已建25米口径射电望远镜，65米口径射电望远镜、国际VLBI网数据处理中心、1.56米口径光学望远镜、60厘米口径卫星激光测距望远镜、全球定位。在应用研究方面，上海天文台设有天文地球动力学研究中心、上海天文台在国家导航定位、同时积极发展现代天文观测技术和时频技术，深空探测等国家重大工程中发挥重要作用。天体物理以及行星科学为主要学科方向，在基础研究方面。

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参考/上海天文台

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简述上海天文台成立于1962年，它的前身是法国天主教耶稣会1872年建立的徐家汇天文台和1900年建立的佘山天文台。目前总部设在上海市徐家汇，天文观测台站位于松江佘山。有四个研究部门：天文地球动力学研究中心、星系宇宙学研究中心、VLBI研究室和天文技术研究室。拥有甚长基线干涉测量(VLBI)观测台站（25米口径射电望远镜）和VLBI数据处理中心、1.56米口径光学望远镜、60厘米口径卫星激光测距望远镜(SLR)、全球定位系统(GPS)等多项现代空间天文观测技术。上海天文台是*科学院射电天文重点实验室VLBI分部和*科学院光学天文重点实验室畲山基地。

上海天文台是首批进入*科学院知识创新工程的单位之一，其科学目标是应用现代空间天文观测技术监测和综合研究地球整体运动和各圈层变化的相互作用、探索有关重要的自然灾害预测的天文学方法和手段；开展和深化星团、银河系结构及其演化的研究，活动星系核致密结构的观测研究，星系动力学数值模拟以及星系形成、演化和宇宙学研究；以及VLBI技术研究、氢原子频标和时频技术研究、天文望远镜及光学技术研究等。

上海天文台目前承担有科技部、国防科工委、国家自然科学基金委、*科学院、上海市等部门的重要研究课题。参与3项国家重大专项的有关工作；主持科技部973项目，主持绕月探测工程测控系统VLBI测轨分系统工作，主持30多项国家自然科学基金委重点项目、主任基金项目、面上项目、联合基金项目和青年基金项目，参加中科院方向性项目等。并取得了一些突破性的科研成果，其中“宇宙结构形成的数值模拟研究”获国家自然科学二等奖（2005年）；在国际*学术刊物如《Nature》和《Science》，ApJ.MNRAS等发表了重要的科学论文。

上海天文台与国内外研究机构有很好的合作关系。在国内：主持*科学院天文地球动力学联合研究中心；与*科技大学合作成立了星系宇宙学研究联合实验室；与上海师范大学共建上海市天体物理联合研究中心；与上海市科委共建上海市空间导航定位技术重点实验室和天文博物馆；上海天文台是*VLBI网和*卫星激光测距网的总体技术支撑和观测运行责任单位。在国际上：上海天文台是国际合作项目“亚太地区空间地球动力学研究计划APSG”中央局所在地；共同主持中德马普伙伴研究小组；是欧洲VLBI网（EVN）和国际VLBI在测地学和天体测量服务（IVS）的成员。

上海天文台拥有一支精悍的科技队伍，在编职工二百多人，*科学院院士1人，*工程院院士1人，其中博士生导师30人，研究员39人，专业技术人员147人。近年来，上海天文台加大力度进行人才引进和培养，有1人获国家二等奖，2人获国家杰出青年基金，9人入选中科院“百人计划”，2人被评为上海市科技精英。上海天文台是天文学一级学科博士和硕士学位授予点，拥有天文学博士后流动站，在读研究生110名，在站博士后9人。

上海天文台连续两年被评为上海市文明单位，注重园区环境改造和创新文化建设。目前已拥有23层的科研大楼，还配有研究生客座公寓和高级访问学者公寓，观测基地地处上海畲山地区。建有畲山天文博物馆，科普网站“上海网上天文台”，开展天文知识科普宣传，是全国科普教育基地、全国青少年科技基地、上海市青少年教育基地和上海市科普教育基地。“精勤司天、诚信修文”已成为上海天文台精神。

研究方向/上海天文台

天文地球动力学

利用现代空间技术，发挥上海天文台同时拥有VLBI、SLR、GPS等多种现代空间测量技术的优势，开展高精度高分辨率监测地球整体与各圈层物质运动，建立并维持高精度天文参考系，利用学科交叉优势，综合研究地球和其它行星的动力学特性及动力学演化过程。建立观测基地和资料分析研究中心，开展独立自主的地球自转参数测定，建立和维持地球和天球参考系，开拓和发展有关观测技术（如：VLBI、SLR、GPS、Galileo、InSAR、地面光学等），在深空探测、近地小天体（人造卫星和空间碎片）监测、导航定位等方面的工作。深化地球自转变化及其与地球各圈层物质运动的关系与机理研究，开展行星流体与磁流体动力学理论与大规模计算机模拟的研究，为我国将来开展行星际探测提供科学目标。开展与自然灾害有关的天文现象与天文方法的研究，为国家减灾防灾提供信息。

星系宇宙学
开展了星团和星系的结构及演化，活动星系核，宇宙大尺度结构的数值模拟和宇宙学等研究。参与国内外巡天和大型天文观测项目，进一步加强了与斯隆数字巡天（SDSS/SEGUE）计划的合作，积极参与国家大科学工程LAMOST的星系和银河系结构巡天观测。开展数值宇宙学研究，构建高精度的星系形成和宇宙结构形成的理论模型，研究和预言暗物质和暗能量在星系观测方面的特性。进行星团动力学和银河系结构的研究。利用VLBI相位参考观测高精度地确定银河系旋臂的结构和运动特征。对活动星系核（AGN）及其它致密天体的多波段VLBI观测研究。探索AGN的中央黑洞、吸积盘以及射电喷流性质。开展对银河系中心高（时间和空间）分辨率的毫米波VLBI观测及理论研究，研究超大质量黑洞候选者SgrA*的致密结构，探索黑洞存在的直接证据。

VLBI技术研究

上海天文台开展VLBI技术的相关研究30多年，建有VLBI实验室和VLBI观测基地，经过多年的技术积累，在国际上同发达国家一起，共同发展VLBI新技术和研制VLBI设备，如：制冷双偏振接收机，VLBI记录终端，数字基带转发器（DBBC），实时VLBI技术和VLBI数据相关处理机等；共同参加国际VLBI网的天文观测研究，上海VLBI站是欧洲VLBI网（EVN）和国际测地/天体测量学VLBI服务（IVS）的正式成员，每年参加国际VLBI联测；在国际VLBI研究领域发挥了重要的作用，受到该领域国际同行的极大关注。在课题研究方面，开展天体物理、测地和天体测量的前沿课题研究，同时创新地把VLBI技术应用对人造卫星的精密定轨，特别是将利用我国VLBI网参与对嫦娥一号卫星的精密测轨，同时可以应用到对国家未来深空探测。

天文技术
从70年代开始从事研究氢原子时频，并在较短的时间内，成功地研制了氢原子钟，目前是国内*具有氢原子钟产品地生产单位。上海天文台已生产了50多台氢钟，并投入使用，为国家科学研究和战略需求做出了重要贡献。为了进一步提高氢钟的可靠性，根据质量管理体系要求，认真分析和研究，发现并解决了一些技术问题。使我台生产氢钟的稳定性、可靠性和精度都有明显提高。同时研究氢原子钟的小型化，开展了星载氢钟的预研究。

开展光干涉关键技术研究，发展短基线小口径望远镜的综合孔径光干涉技术，作为发展大型天文光干涉仪的前期研究。利用光干涉技术，实现对近地目标的精确跟踪与成像识别。研究把该技术由地面拓展到空间的可能性。促进高分辨率条件下的天体物理研究。

亚太地区天文地球动力学计划(APSG)

APSG是叶叔华院士倡导并组织的亚太地区空间地球动力学国际合作研究计划，其主要目标是联合亚太地区有关科研机构的力量，利用空间技术合作研究该地区的地球动力学现象，包括板块运动、地壳形变和海平面变化等。为预测自然灾害、保护人类生存环境做出贡献。其主要研究内容是：用空间技术监测欧亚、太平洋、印澳、菲律宾和北美等板块间的相对运动，包括板内和板块边缘的地壳形变；研究西太平洋边缘地区之岛弧－海沟构造体系、青藏高原和东南亚造山带的地壳运动演化规律以及动力学机制；利用空间技术（包括卫星测高技术）与验潮方法对亚太地区海平面变化进行监测，并对海平面变化规律及其起因进行研究，进而对全球洋面起伏及其机制开展研究；研究地球各圈层的物质运动与地球在空间的整体运动之间相互关系以及该地区大尺度自然灾害与地球运动变化的关系。1997年至今我们已经协调组织了共7站的15期VLBI实验，监测亚太地区的地壳运动。单次实验拟合残差约40ps，处于国际先进水平。

*现代地壳运动和地球动力学研究
叶叔华院士负责的攀登项目“现代地壳运动和地球动力学研究”（1991—2001），以当今较先进的空间技术，甚长基线干涉测量（VLBI）、卫星激光测距（SLR）、全球定位系统（GPS）和卫星测高（SAT）等为基础，结合地面观测技术以亚厘米级的精度，监测和研究*的现代地壳运动及其动力学机制，给出*大陆现今地壳运动的定量模型，提出青藏高原新的地球动力学模式；给出*东部沿海陆海垂直运动的变化规律和*地球重力场和大地水准面的精细模型；研究地球各圈层物质运动与地球自转的关系；为二十一世纪我国环境和灾害等领域提供重要的基础资料。10年来，本项目集中了*科学院、*地震局、国家测绘局和总参测绘局四大部委的一百余名科学家，把各自的研究资源、历年观测数据和外业成果，统一协调进行跨学科的合作研究，已经在*大陆地壳运动的监测与研究、精密地球参考系的建立和维持、地球自转变化、青藏高原动力学、*重力场和海平面变化、自然灾害预报等方面取得了许多国际先进水平的重要成果，为*可持续发展的环境和灾害等领域提供了有价值的理论和基础资源。本项目不仅促进了国家重大科学工程“*地壳运动观测网络（CMONC）”和国家重点基础研究发展规划《大陆强震机理与预报》项目的建立，推动了“亚太空间地球动力学（APSG）”国际协作计划的建立，也带动了许多受国家基金会和其它部委支持的研究项目。

宇宙大尺度结构和星系形成与演化

该项目是上海天文台景益鹏研究员主持科技部973计划，项目起止时间为2007年7月至2011年8月。该项目在多学科交叉的基础上，结合LAMOST项目的观测优势，以研究宇宙大尺度结构为主线，研究宇宙大尺度结构形成与演化和银河系结构与演化两大密切相关的关键性科学问题。共设立6个课题，分别为：暗物质暗能量和宇宙学参数、宇宙结构形成的理论和数值模拟、银河系和近邻星系的研究、高红移宇宙的观测研究、星系活动和大质量黑洞的形成、星系中的恒星形成和演化。该项目的研究队伍汇集了该研究领域的国内精英人才，由来自上海天文台、国家天文台、紫金山天文台、中科院高能物理研究所、*科技大学、北京大学、南京大学、北京师范大学共八家单位的64位研究人员组成。我台既是项目承担单位，也是第二课题的承担单位。

宇宙结构形成的数值模拟研究
景益鹏研究员主持的“宇宙结构形成的数值模拟研究”项目在全国科学技术大会上获得国家自然科学二等奖（2005年度）。景益鹏研究员主要从事星系形成、宇宙结构形成、宇宙暗物质、宇宙暗能量、宇宙原初扰动等宇宙学基础前沿问题的研究。首次发现了小质量暗晕的成团性比PS理论的预言要强得多，并提出了暗晕成团的精确公式，被广泛用于预言星系和暗物质的成团性质，该工作也引发了许多修改PS理论的研究；首次提出了暗晕密集因子的对数正则分布公式，并被广泛用于预言星系的观测性质；发现暗晕的内部密度轮廓的幂指数在-1.1和-1.5之间，该工作已成为高精度研究暗晕结构的最有影响的三个工作之一；首次提出了描述暗晕内部物质分布的三轴椭球密度分布模型，并被广泛用于预言引力透镜、暗物质分布等多个研究领域；首次精确测量了星系对的速度弥散，其结果被广泛用于检验星系形成模型；最早提出了构造星系相关函数和速度弥散的星系团低权重模型，并已发展为目前流行的暗晕星系占有模型。

银河系的中心存在超大质量黑洞

沈志强研究员领导的一个国际天文研究小组，通过对位于我们银河系中心被称为人马座A*（SgrA*）的神秘射电发射源的高空间分辨率观测，发现了支持“我们太阳系所在的银河系的中心存在超大质量黑洞”观点的迄今为止最令人信服的证据。该研究成果刊登在11月3日出版的英国《自然》周刊上。利用国际先进的甚长基线干涉阵（VLBA）于2002年11月3日成功获得了SgrA*在3.5毫米波长上的*图像，并进而确定该源的真实直径与地球轨道半径相当。也就是说，这个至少40万倍于太阳质量的SgrA*所占区域的直径只有1.5亿公里，由此推断出的最小质量密度比任何目前已知的黑洞候选者的密度都要大了一万亿倍以上，强烈地支持SgrA*是超大质量黑洞的物理解释。

首次高精度测得银河系英仙臂的距离
徐烨博士和中外天文科学家合作，利用世界上分辨率较高的射电望远镜，精确地测定了离地球约6370光年一个大质量分子云核的距离和运动速度。它是迄今为止，在天文学中精确测定的最远天体的距离。通过对这个分子云的距离和速度的精确测定，解决了在天文学里银河系漩涡结构中离太阳最近英仙臂距离的长期争论；其结果有力地证明了银河系密度波理论。在2003年7月至2004年7月的一年间，徐烨和郑兴武等4位中外科学家利用世界上分辨率较高的射电望远镜阵，5次观测银河系英仙臂大质量分子云核中的甲醇分子宇宙微波激射。他们采用以太阳和地球的距离为基线的三角视差方法，在解决了一系列具有挑战性的观测技术难题后，精确地得出了该处的距离，测量精度为百分之二，这是有史以来天文学中精度较高的距离测量。美国权威学术期刊《科学》杂志2006年1月6日刊登了论文《银河系英仙臂的距离》。

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