核心观点 - 清华大学联合团队研发的AI天文观测增强模型“星衍”，成功突破天文观测深度极限，大幅提升詹姆斯·韦布空间望远镜等设备的探测能力，标志着天文观测从硬件堆叠向智能增益转型 [1][2] 技术突破与原理 - 模型创新性地构建了光度自适应筛选机制，对噪声与天体光度进行联合建模 [1] - 模型采用“分时中位，全时平均”优化策略，以剔除瞬态干扰并提升暗弱信号信噪比，在保证信号高保真还原的同时，严格保障数据的科学性与严谨性 [1] - 该技术旨在解决传统天文观测依赖硬件升级已陷入边际效应瓶颈，以及复杂时空异质噪声干扰导致极暗弱天体探测难度极大的问题 [1] 性能提升数据 - “星衍”模型将韦布望远镜的探测深度提升了1个星等 [1] - 模型使韦布望远镜的光子收集效率提升了近一个数量级 [1] - 模型等效将韦布望远镜的观测口径从6.4米提升至近10米 [1] 应用成果 - 依托该模型，团队发现了160余个宇宙大爆炸后2亿至5亿年的高红移候选天体，数量为过往研究的3倍 [1] - 团队绘制出迄今最深邃的极致深空星系图像，为探索宇宙黎明时代的星系起源提供了全新关键数据 [1] - 模型具备强大泛化能力，无需人工标注即可适配多类望远镜与多波段观测，已成功应用于空间与地面天文观测设备 [2] 行业影响 - 此项成果推动了天文观测从硬件堆叠向智能增益的转型 [2] - 该技术将为人类探索宇宙起源等前沿科学问题提供核心技术支撑 [2]

技术突破与应用 - 清华大学自动化系与天文系联合开发出天文AI模型“星衍”，该模型利用计算光学原理与人工智能算法，突破了天文观测深度极限，可解锁暗弱天体信号并绘制出目前能探测到的最深深空星系图像 [2] - “星衍”模型采用自监督时空降噪技术，专注于从海量观测数据中提取和重建暗弱信号，在增加探测深度的同时确保了探测准确性 [2] - 实测数据显示，将“星衍”应用于詹姆斯·韦布空间望远镜后，其深空探测深度提升了1个星等，探测准确度提升了1.6个星等，这相当于将空间望远镜等效口径从约6米提升到近10米的量级 [3] 研究成果与发现 - 依托“星衍”AI模型，研究团队发现了160余个宇宙大爆炸后2亿至5亿年的早期候选星系，其数量为过往研究的3倍 [3] - 团队利用该模型绘制出了迄今最深邃的深空星系图像，为探索宇宙黎明时代的星系起源提供了全新关键数据 [3] 模型潜力与前景 - “星衍”AI模型不仅可以解码空间望远镜的海量数据，还兼容多元探测设备，有望成为一个通用的深空数据增强平台 [3]

郭守敬望远镜项目概况 - 项目全称为大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜 是中国自主研制的国家重大科技基础设施[1] - 望远镜位于中国科学院国家天文台兴隆观测站 坐落于承德市兴隆县燕山主峰南麓[1] - 望远镜以元代天文学家郭守敬命名 其设计目标并非拍摄星空照片 而是获取天体的光谱数据[1] 技术原理与工作模式 - 核心功能是将星光分解为光谱 通过分析光谱中的黑白条纹来测定恒星的温度、成分、速度、年龄等信息 被比喻为给星星“测基因”[2] - 望远镜配备16台光谱仪和4000根光纤 可同时对准4000个天体 由32台天文CCD相机记录光谱数据[2] - 一次观测曝光约20分钟 每个天区曝光3次 加上前期准备 观测一个天区约需两小时[2] - 在冬季的一个观测夜 可观测五到六个天区 为超过两万颗星建立光谱档案 效率位居全球顶尖水平[2][4] 运营成果与数据产出 - 自2012年9月正式巡天至2025年10月底 已累计发布光谱2807万条 恒星参数1159万组[2] - 望远镜获取的数据量稳居世界第一[2] - 观测获取的海量光谱数据存储在数据库中 供全球天文学家进行研究分析[4] 科学价值与发现 - 通过分析光谱数据 科学家能够解读银河系的形成与演化历史[2] - 该项目已助力科学发现 包括发现银河系比原来认知的大了一倍 以及为银河系进行精准“称重”[3] 团队运营与人员 - 观测工作由观测助手和天文值班员团队协作完成 流程包括开启设备、检查光路、撤镜罩、开穹顶、定位天区、调整望远镜角度与光纤角度等[1][2] - 团队成员包括项目元老 已在项目工作17年 以及北京大学天文系博士后等科研人员[3] - 观测工作从傍晚持续至次日凌晨 例如从19时至次日凌晨5时30分 团队在夜间持续进行观测操作[2][4]

项目进展与科学意义 - 国家重大科研仪器研制项目“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”（AIMS望远镜）于2025年10月通过结题验收，并在青海冷湖天文观测研究基地正式启用 [1] - AIMS望远镜在白天工作，通过中红外波段光谱精确测量太阳磁场，以理解太阳黑子形成、太阳耀斑等爆发活动的物理机制，并有助于预警空间天气、保障空间系统安全 [1][5] - 项目团队已积累大量观测数据，这些数据将传输至北京服务器，用于支持科学家分析太阳磁场及活动规律，相关科研成果预计将发表于国际学术期刊 [3] 观测基地建设与运营 - 青海冷湖天文观测研究基地目前已有30多台望远镜项目投入观测或试观测 [5] - 基地观测团队工作强度大，例如一名来自国家天文台的观测员在过去一年于冷湖工作近200天，成为AIMS望远镜的观测主力 [3] - 观测活动对基础设施有特定要求，例如太阳红外成像探测器需使用液氮制冷至零下185摄氏度以下以满足观测条件 [3] 环境保护与政策支持 - 为保护天文观测所需的暗夜环境，《海西蒙古族藏族自治州冷湖天文观测环境保护条例》于2023年正式实施，这是我国首部关于暗夜星空保护的地方性法规 [5] - 当地管理部门已与镇区企业沟通，对不符合要求的灯光进行重新设计改造，以控制光污染 [5] - 当地正在规划新建第二水源地等基础设施，以应对因天文观测和旅游出圈而激增的客流量带来的挑战，全力支撑相关产业发展 [5] 未来发展规划 - 冷湖天文观测研究基地二期规划正在紧锣密鼓地修编，规划将为更大口径的望远镜预留空间 [6] - 二期规划同时将望远镜镀膜加工、商业航天等配套产业的发展提上议程 [6]

项目进展与科学目标 - 国家重大科研仪器研制项目AIMS望远镜于2025年10月通过结题验收并在青海冷湖天文观测研究基地正式启用 该望远镜用于在白天通过中红外波段光谱精确测量太阳磁场 [1] - AIMS望远镜的观测数据将传输至北京的服务器 用于支持科学家分析太阳磁场及活动爆发规律 相关科研成果将发表于国际学术期刊 [3] - 精确测量太阳磁场有助于理解太阳乃至恒星的形成与演化物理机制 并能更好地预警空间天气以保障空间系统安全 因为强烈的太阳磁场变化会引发太阳耀斑、日珥喷发等活动 影响日地空间的飞行器及通信安全 [5] 观测基地建设与运营 - 青海冷湖天文观测研究基地目前已有30多台望远镜项目投入观测或试观测 [5] - 为确保高质量天文观测 当地实施了《海西蒙古族藏族自治州冷湖天文观测环境保护条例》 这是中国首部关于暗夜星空保护的地方性法规 工作人员正对不符合要求的灯光进行重新设计改造以控制光污染 [5] - 为应对因天文观测和自然景观带来的激增客流量对基建和治理的考验 当地正在规划新建第二水源地等基础设施 以全力支撑天文观测及相关产业发展 [5] 未来发展规划 - 冷湖天文观测研究基地正在紧锣密鼓地修编二期规划 该规划将为更大口径的望远镜预留空间 [6] - 二期规划同时会将望远镜镀膜加工、商业航天等配套产业提上议程 [6]

中国空间站观测机会与条件 - 春节前后几天傍晚中国空间站过境我国上空京津冀地区观测条件最佳[1] - 观测需满足天气状况时间窗口轨道位置观测环境等必要条件[1] - 日落1小时后天光变暗是肉眼观测和拍摄的清晰时段[1] 拍摄方法与技术要点 - 拍摄中国空间站凌日或凌月需精确计算过境时刻与地点并准备高帧率摄影装备[1] - 中国空间站移动速度快划过日面或月面时间仅约0.5到2秒肉眼难以捕捉[1] - 使用天文App或小程序可自动定位并提供所在地的过境预报[4] - 拍摄时加入地面特色景物可增强照片感染力[4] - 拍摄设备无需专业手机即可轻松拍摄单反相机画质更佳[4] 观测活动的意义与倡导 - 倡导公众以肉眼观看或镜头记录中国空间站过境瞬间作为庆祝新年的独特浪漫方式[5]

中国空间站春节前后观测机会与条件 - 春节前后几天傍晚，中国空间站将被太阳照亮并掠过我国上空，京津冀地区过境观测条件最佳 [1] - 观测需满足天气状况、时间窗口、轨道位置、观测环境等必要条件 [1] 观测与拍摄的具体方法与时机 - 最佳观测时间通常为日落后1小时，此时天光暗，肉眼观测清晰且拍摄效果好 [1] - 拍摄中国空间站凌日或凌月需精确计算过境时刻与地点，并准备可拍摄高帧率的摄影装备 [1] - 中国空间站移动速度快，根据高度角不同，划过日面或月面的时间仅有0.5到2秒左右 [1] 公众参与观测的实用建议 - 可使用天文App或小程序自动定位，获取所在地的过境预报 [5] - 拍摄时建议包含地面特色景物，以增强照片感染力 [5] - 拍摄设备门槛低，手机即可轻松拍摄，单反相机可获得更好画质 [5] - 专家建议公众以肉眼观看或镜头记录空间站过境，作为独特的春节庆祝方式 [5]

行业趋势 - 天文正逐渐成为大众精神生活的一部分 越来越多的人愿意走到星空之下 即便没有专业的装备 也渴望亲眼见证星空的壮美 [2] 公司活动与成果 - 公司团队在2025年于中国各地进行了多次天文观测活动 并将成果制作成《大美中国星空》球幕天象节目与“追星进行时 相约天文馆”系列天象直播呈现给公众 [3] - 4月底 团队前往中国“东极”黑龙江抚远进行观测 于4月29日凌晨3点49分拍摄到祖国大地上的第一缕曙光 [4] - 8月12日 团队奔赴宁夏中卫沙坡头观测英仙座流星雨 该流星雨极大时天顶每时出现率约有100 [7] - 9月7日午夜至8日凌晨 团队观测了月全食全过程 持续约3个半小时 食分达1.36 并以子午工程二期行星际闪烁监测望远镜为地景拍摄了银河与“红月”同框的照片 [9][10] - 10月21日 团队在河北张北北纬星空山庄成功捕捉到亮度约4等的C/2025 A6莱蒙彗星 [12] - 11月12日 团队在收到太阳活动预警后紧急前往内蒙古呼伦贝尔 在夜间气温低至零下十余摄氏度的条件下 成功观测并拍摄到极光大爆发 [14][15] - 公司团队计划未来继续以镜头和知识记录宇宙奥秘 将星空壮美带给观众 [16] 天文现象与知识 - 英仙座流星雨的母体是斯威夫特·塔特尔彗星 轨道周期约133年 其流星速度快 亮流星占比高 且因含镁、镍等元素而呈现独特的蓝绿色光痕 [7] - 月全食发生时 月球因地球大气的折射与散射作用会呈现暗红色或橙色 形成“红月”景观 [9][10] - 彗星在靠近太阳时会形成彗尾和彗发 对地球观测者而言可见窗口期较短 且需避开城市灯光和月光干扰 [12] - 极光的形成源于太阳高能带电粒子流沿地球磁力线使高层大气分子或原子激发、电离 [15]

文章核心观点 - 山西临汾陶寺遗址的夯土建筑是中国最早的观象台遗址 距今已有4100余年 将冬至观测的历史追溯至上古尧帝时期 展现了上古先民卓越的天文观测能力 [1] - 观象台复原后观测冬至日出存在偏差 北京天文馆副馆长齐锐指出核心原因是黄赤交角的长期变化 这一偏差恰恰印证了先民在没有精密仪器的情况下 以天地为尺、日月为标 将宇宙规律融入建筑的智慧 [1] 考古与天文发现 - 在山西临汾陶寺发现的夯土墙建筑是距今4100余年的观象台遗址 这是中国目前已知最早的观象台 [1] - 该遗址将冬至观测的历史追溯到了上古尧帝时期 [1] - 复原后的观象台在观测冬至日出时 太阳并未按预期落在缝隙中 [1] 科学原理与印证 - 观测偏差的核心原因被揭示为黄赤交角的长期变化 [1] - 这一偏差非但没有否定先民的智慧 反而印证了他们以自然为基准 将宇宙规律刻进建筑的高超能力 [1]

行业背景与观测条件 - 南极地区因其无常住人口、光污染小、电磁干扰少以及冬季极夜条件 为天文观测提供了得天独厚的优势[4] - 中山站的天文观测平台位于站区东南边的仙女峰上 由空间碎片光学望远镜、射电望远镜、天目望远镜等科研设备组成 观测软件部署在天文观测栋内[4] - 天文观测需要在暗夜进行 极夜期间最长连续工作时间可达二十几个小时[6] 观测设备与技术能力 - 仙女峰顶有两个直径约3米的白色圆顶 下方分别安装有310mm和150mm空间碎片观测望远镜 均为近两年新安装的设备[4] - 新安装的空间碎片望远镜大大提高了中国对空间碎片的观测和跟踪能力[4] - 射电天文望远镜的观测原理类似贵州的“天眼” 通过跟踪银河系并接收星体发出的射线 分析其频率和强度以解密星体信息[5] - 天文观测栋由标准集装箱改造而成 内部配备了地暖、电脑及网络设备 实现了空间碎片与射电望远镜的远程监控、控制和数据分析 保障了极夜期间的观测工作[6] 观测任务与科研价值 - 空间碎片包含星体碎片及卫星、火箭残骸等 数量多且轨道随机 可能对航天器造成损伤[4] - 开展极区空间碎片监测可获取高风险碎片的关键测量数据 有助于及时评估碰撞风险并协助制定规避决策[4][5] - 中山站的天文观测相对于起步较早的气象和空间物理研究而言 仍处于发展期 近几年已被纳入极地业务化观监测体系[6] 运营与交接 - 观测岗位进行了人员交接 前任观测员张毅向接任者周星宇详细讲解了设备操作、注意事项并准备了包括操作说明、观测日志、数据统计表在内的电子版材料[4][5][6] - 射电天文望远镜在跟踪观测时可能受到地磁和静电干扰导致偏离安全位置 需密切关注望远镜姿态[5] - 需及时关注天气情况 中山站大风瞬时风速可达12级或更高 必须检查并加固设备捆扎带、钢丝绳等防护措施[5] - 接任观测员已做好心理准备 将克服困难完成极夜期间的长期观测任务[6]