首届PULSE@Parkes射电天文教育项目举办

撰稿人: 王洪光 (广州大学天体物理中心)
发布时间:
2015-12-15 14:41
修改时间:
2015-12-15 14:47
文章类别:
VO新闻
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近日,澳大利亚PULSE@Parkes青少年射电天文教育项目远程观测活动登陆广州,也是首次登陆中国。12月9日、10日和12日,分别在广州大学附属中学黄华路校区举行了三场青少年远程观测活动。来自广州大学附属中学、华南师范大学附属中学、广东实验中学、广东广雅中学、广州市第五中学、第六中学、第十七中学和广州大学物理与电子工程学院的八十多位中学生、大学生和指导老师参加了观测活动。在澳大利亚天文专家的指导下,学生们通过互联网遥控位于澳大利亚新南威尔士州的帕克斯射电望远镜,对一批脉冲星进行了观测,并学习如何利用观测数据测量遥远的脉冲星的距离。

PULSE@Parkes项目是澳大利亚国立天文研究机构——联邦科学与工业研究组织天文与空间科学研究所(CASS)开发的天文教育项目。与传统的天文科普教育方式不同,它最突出的特点是将真正的天文研究课题、世界级的天文望远镜及其数据开放给青少年,通过学生与天文学家的互动和动手实践,亲身体验真实的科学研究过程,激发对科学研究的兴趣,培养各种技能、交流能力和团队合作精神。所使用的64米直径帕克斯射电望远镜是世界上性能最好的大型射电望远镜之一,其突出的科学成就之一是发现了一半以上的已知的脉冲星。而脉冲星是两次被授予诺贝尔物理学奖的天文研究领域。因此,这个项目的设计能够有效地激发青少年对天文研究的兴趣。从2008年初项目正式运行以来,已经在澳大利亚、英国、荷兰、美国、加拿大和日本等多个国家举办过活动,是国际上将前沿天文研究与青少年科学教育有机结合的成功范例。

本届广州观测活动由广州大学物理与电子工程学院天体物理中心和CASS合作举办,得到了广州市科学技术协会的资助。广州大学附属中学黄华路校区图书馆提供了非常优越的场地条件和后勤保障。专家组阵容强大,澳方成员包括项目创始人之一——CASS教育官员Robert Hollow先生,脉冲星研究专家Matthew Kerr博士和代实博士,国内脉冲星专家包括广州大学王洪光教授和西南大学游霄鹏副教授。活动得到了中国虚拟天文台、澳大利亚驻华使领馆商务处、广东天文学会、广东科学中心和西南大学的支持与协作。

活动如何进行?每一次观测活动持续近3小时。一开始由Hollow先生做半小时左右的基础讲座,随后学生们会拿到一张脉冲星列表进行小组讨论,根据表中脉冲星升起和落下的恒星时来判断哪些脉冲星适合观测。接着,学生们被分成两个大组,分别进行望远镜遥控观测和脉冲星距离的测量。测量脉冲星距离的环节首先是集中的讲解和讨论,随后学生们自由组合,3-4人一组上机操作,调取现场观测或历史数据进行距离测量的研究。最后的半小时是自由讨论时间,专家们就学生提出的各种问题进行解答。

帕克斯望远镜远程观测的自动化程度非常高。据Hollow先生介绍,当初建设远程观测系统的原因是迫于运行经费紧缩的压力,经过两年多的开发,2012年底这套系统正式投入使用,并不断完善,能够满足标准化和相对简单的观测需求,这样就有效地减少了人员往返Parkes天文台的开支,并降低了设备维护的成本。

在中学生的远程观测中用到的主要界面是望远镜监控界面、望远镜控制界面和脉冲信号监控界面。望远镜监控界面包含了望远镜实时图像、风速实时监测曲线、天体和人造天体周日视运动天球图等模块。脉冲信号监控界面包含了重要的脉冲星信号信息,如脉冲星总积分轮廓、每个子积分时段内的脉冲强度图、脉冲信号色散图等,通常每几十秒更新一次。在望远镜控制界面中,中学生可以选择观测对象,控制望远镜对目标进行观测。当望远镜实时图像和脉冲星信号图像显示在大屏幕上的时侯,遥远的望远镜和脉冲星与现场观众的距离仿佛一下被拉近了。

参与活动的师生有大量的与天文专家交流的机会,特别是出现一些有趣现象的时候,往往会激发热烈的讨论。例如在12月9日的活动,帕克斯望远镜遇到了风暴,当瞬时风速超过设定的警戒上线时,望远镜自动停机。警报解除后不久,望远镜又遭遇了设备故障而停机。虽然最后一小段时间无法进行观测,但也获得了一个难得的机会,专家们和学生一起探讨在真正的天文观测中如何处理恶劣天气和突发事件的影响。10日的活动非常顺利,也十分幸运,望远镜捕捉到了一颗脉冲星信号的突然消失(即所谓的消零现象)和重新出现的过程,现场一片沸腾,师生和天文专家热烈的讨论各种可能的原因,掀起了研究的高潮。

12日是观测活动开放日,应邀前来观摩的嘉宾有澳大利亚总领馆Chris Yost领事和黎舒薇研究助理、广州市科协青少中心梁仲伟主任一行三人、广东天文学会谢献春副理事长和四位常务理事,还有广州大学、广州和清远等多所中学的老师。广东卫视、广州电视台、羊城晚报和南方都市报记者进行了现场采访。

在广州大学附属中学李卫副校长的简短致辞后,观测活动正式开始。活动进行的非常成功,不仅中学生投入其中,嘉宾们也被这种新颖的天文观测活动深深吸引,和专家们进行了热烈的交流。从事天文科普工作几十年的广东天文学会常务理事秦孟立老校长感慨,以往只有天文专业的大学生或研究生才能接触到射电天文,如今中学生也能有机会亲身体验了。

本届活动在国内天文同行的天文爱好者中引起了一定的反响。中科院新疆天文台组织了当地多所中小学生,通过远程视频连接,观摩了三次观测活动。在12日的观测活动中,河北师范大学天文与空间科学系也组织中学生加入了连线,进行观摩。

回顾PULSE@Parkes项目的主要目标:使中学生了解射电天文学研究,了解射电天文观测过程,培养各方面的能力和团队合作精神,以及通过与天文学家的交流了解天文职业,我们非常高兴的看到这些目标在三次观测活动中都得以很好地实现。参加活动的学生是由各学校自己组织的,很多是天文社团的成员。在活动中同学们所表现出的兴趣、主动性和思维的活跃性给澳大利亚专家留下了极佳的印象。有的同学热切的希望能够开展更有挑战性的研究课题,他们将有机会更为深入地接触脉冲星方面的研究。

本届活动的成功得益于广州大学和广大附中组织团队的共同努力以及多方的参与和协作。其中一个非常重要的因素是场地条件,广大附中黄华路校区图书馆优秀的网络条件为活动的成功奠定了基石,而其内部环境的开放性和舒适性为活动增添了靓丽的色彩。

随着国内天文设备的快速发展,预计不远的将来中国也会有此类Hands-on射电天文教育项目上线。本次活动促进了国内与澳大利亚天文和教育同行的交流,期待那一天的到来。

最新的消息是,远程观测活动获得了广州市教育局立项资助,PULSE@Parkes,2016年广州再见!

12月6日前期培训

12月10日,师生探讨脉冲星消零现象的原因

Robert Hollow回答学生的英文提问

Matthew Kerr博士为学生讲解如何观测

代实博士与学生讨论脉冲星距离测量

与观摩嘉宾的交流

游霄鹏博士协助翻译

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米琳莹
(文章作者:

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