BATC的由来
天文学从实质上讲是一门以不雅观测为根本的科学，其发展在很大程度上依赖于对尽可能多的样本进行尽可能多的不雅观测为根本建立起来的统计规律。天文学的发展史实际便是一部巡天史。所谓“巡天”，便是对特定的目标天区或全部可见天区进行有目的的仔细巡查。这个看上去笨拙朴素的方法，正好是人类与宇宙对话的最佳路子。
在中国，天文巡天也有着几十年的历史。在上世纪90年代，有着这么一支具有前瞻性天文科学团队，他们率先在海内利用小望远镜开展了大样今年夜尺度光学巡天。这个巡天便是历时27载，取得了令众人瞻目的卓越造诣的BATC巡天。
BATC大视场多色巡天是1992年由老一代天文学家等发起并组建的大视场、大样本的高精度测光和低分辨光谱的巡天操持。以当时的北京天文台为主，参加单位有美国的亚利桑那大学、我国台湾的中心大学天文研究以是及美国的康涅狄格大学。BATC便是由这四个单位的英语首字母连接而成。
实在这个巡天操持可以追溯到 1985年，当时 CCD探测器在国际天文界刚利用不久，陈建生院士就提出要在北京天文台（国家天文台前身）的一台基本闲置的 60/90厘米施密特望远镜上配备 CCD探测器。经由几年充分调研，陈院士复苏地认识到海内投资建立项美国的 5米和 10米级望远镜是不现实的。因此充分利用现有设备，积极开展“大样本、大尺度”巡天该当是我们“有所作为”的计策方向。
图1: 北京天文台兴隆不雅观测站
中国光学巡天的鼻祖
说干就干！
经由负责的方案，由陈建生院士带领课题组的成员，对原北京天文台兴隆不雅观测基地的60/90厘米施密特望远镜进行了全面的技能改造，配备了大面积 CCD、15个中等带宽滤光片和多种窄带滤光片，覆盖了全体光学波段，组成了极富创新特色的大视场、高精度、低分辨率的大样本天体光谱巡天系统，当时在国际上这也是独一无二的。
作为中国光学巡天的开拓者，BATC自正式不雅观测运作以来，开辟了从小行星、星团、星系、星系团、类星体到宇宙大尺度构造等一系列有特色的前沿研究领域，承担了中国科学院重大项目和国家基金会重点研究项目，个中部分研究事情在国际上已取得令人瞩目的成果。
图2：北京天文台60/90厘米施密特望远镜
紧随国际天文热点的步伐，BATC巡天操持也在不断适应新的环境和寻衅。在充分利用施密特望远镜大视场的特点的条件下，团组成员广泛地与国内外天文学家互助，生动在科研第一线，积极开展不同课题研究。每年研究职员带领学生和不雅观测助手均匀不雅观测值班 300天以上，有效不雅观测大于 200天。同时，BATC科研团组也积极进行仪器改造，做事于新的巡天任务。
图3: BATC不雅观测系统及不雅观测运行
硕果累累的BATC巡天
基于BATC大视场多色测光系统和课题成员多年来的潜心不雅观测研究，该不雅观测团组利用施密特望远镜大视场的独特上风, 对各种分外天体进行了大面积的征采事情，取得了一批主要的天文创造。他们还利用高精度多色测光的特点，在不同宇宙尺度的天体物理研究中取得了一批独具特色的研究成果。目前，紧张基于 BATC数据揭橥的科学论文已超过 100篇，超过 1000次的引用，包括《Nature review》和《Nature》的主要引用。从BATC巡天操持开始到2004年，BATC巡天数据被天下著名的数据库收录。
下面历数BATC的一些紧张不雅观测研究成果：
创造大量的太阳系小行星和HH天体，显著提高国际样本数量
自1995年，课题组利用BATC系统独特的不雅观测系统开展了小行星的创造和研究事情。项目组至今共创造了近3000颗得到永久编号和命名权的小行星。不雅观测能力和创造数量在国际上名列前茅。至今，他们以著名的科学家、单位和具有分外意义的地名对百余颗小行星进行了命名，得到了很好的社会效益。
他们创造的对地球有潜在威胁的我国第一颗近地小行星1997 BR，引起各国小行星不雅观测台站和研究者的极大重视。1997BR在被创造后进行了大量的后继不雅观测和研究，成为1997年被不雅观测次数最多的小行星，也是历史上被不雅观测次数最多的暂定编号小行星之一。
图4: BATC巡天创造并命名的丽江星(在视场中央)位置的变革
图5: 丽江星轨道图
由于HH天体与恒星形成活动间存在着直接和紧密的示踪关系，对付理解大范围星云中的恒星形成状态具有非常主要的意义, 因此BATC巡天在海内率先开始了银道面附近主要恒星形成区HH天体大尺度覆盖性巡天事情，并揭橥了许多主要的学术论文。共创造40余个HH天体，将国际HH天体的总样本扩大了10%。
图6: HH天体的位置
丈量了星系晕构造并创造了分外环形构造
通过旋转速率曲线是平直的不雅观测结果，可以推测盘星系存在大质量的暗物质晕。这对付研究星系构造蜕变和宇宙暗物质问题都具有极其主要的影响。BATC团组充分发挥BATC巡天望远镜独占的大视场相机、分外的中带滤光片系统和精确的平场改正等独特上风，开展了对包括NGC5907在内的多个隔壁侧向盘星系的深度面源测光研究，创造了分外环形构造，取得了极其主要的科学成果，并在此领域产生了深远的影响。
图7: 侧向星系周边的环形构造
得到了多个隔壁星系关键物理参数的二维分布
隔壁面向星系是研究星系不同星族成份性子及其蜕变过程的空想工具。BATC巡天得到了多个隔壁星系的年事、金属丰度、恒星质量、恒星形成率和恒星形成历史等诸多参数，从而剖析星系不同星族成份及全体星系的形成和蜕变历史。银河系是一个范例的旋涡星系，对银河系细致的研究是得到星系形成和蜕变最直接的证据。
BATC团组对银河系恒星的构造和金属丰度进行了细致的研究，得到了一系列主要成果。星系团是最大的引力束缚系统。对星系团的中成员星系的研究，可使我们得到星系团的动力学构造和成员星系的物理特性及恒星形成历史，终极办理宇宙的起源和蜕变。目前，BATC团组已经完成对30个隔壁星系团的15色测光不雅观测并对个中多个星系团进行过细致的研究，得到了一系列主要结果。
图8: 漩涡星系M81的恒星均匀年事分布图
发展全新的方法，用大样本数据研究银河系内外星团
星团是指由数十颗至几百万颗恒星组成的天体系统，是研究恒星蜕变和星系构造的载体。BATC巡天对多个银河系的疏散星团进行了国际上唯一的15色测光。基于这些测光的谱能量分布结果，BATC团构成长了一套全新的方法来求解疏散星团的基本参数并剖断星团内的成员星。我们还依托BATC巡天的测光数据，结合最新的星族合成模型，对3个隔壁面向星系内的星团进行了比较系统的研究，取得了一系列主要成果。
对剧烈天体的长期不雅观测研究
耀变体是光变最剧烈的一类活动星系，有很多极度的性子。BATC巡天对一批耀变体开展了7年的系统监测，在国际上首次提出了S5 0716+714中的复合光变机制、创造了OJ 287在光学波段的40天光变周期、首次探测到S5 0716+714的不同光学波段光变之间的时延征象等主要结果。同时他们对超新星开展了深入的征采巡天和天体物理研究事情，取得了一系列主要成果。
走向天下的BASS巡天
在BATC巡天的长期延续过程中，不雅观测研究的重点有过多次转移。近年来的不雅观测重点为超新星搜巡和系生手星的监视事情。每年可创造超新星最多可到50颗以上，同时还对约70颗类木系生手星系统的掩食过程进行监测。在BATC发展的根本上，课题组研究职员还积极地加入到郭守敬望远镜巡天操持（LAMOST）、中国南极天文和反银心巡天操持。为LAMOST巡天操持，BATC组还利用位于美国基特峰天文台的亚利桑那大学的2.3米望远镜(BOK)开展了约5000平方度的u波段巡天SCUSS。
SCUSS曾是我国主导的最大面积的光学图像巡天，也是国际上最深的大天区面积近紫外巡天项目。在该项目圆满完成之后，BATC组研究职员又连续利用该望远镜积极地投入暗能量光谱巡天（DESI）的国际互助中。
暗能量光谱巡天（DESI）是继斯隆数字巡天（SDSS）之后的下一代宇宙学光谱巡天项目，操持在2020开始5年内不雅观测比SDSS高一个数量级的星系光谱，从而研究宇宙膨胀历史和宇宙构造增长。由国家天文台BATC课题组承担的北京—亚利桑那巡天（BASS）是为DESI供应光谱选源星表的三个图像巡天之一，也是继南银冠u波段巡天（SCUSS）之后，海内主导的最大面积深度巡天。
北京——亚利桑那巡天（BASS）是中国科学院国家天文台（NAOC）和亚利桑那大学（UA）之间的国际互助项目。它利用亚利桑那大学的2.3m Bok望远镜对北银冠近5000平方度的区域进行两个光学波段（g和r）的图像不雅观测。点源深度（5σ, 银河系消光改正）分别为g＝24.0和r=23.4等。
BASS结合DESI图像巡天的其余两个部分，MzLS， DECaLS，将为天文学家们供应14000平方度的深度测光巡天数据。结合已有到光谱和将来的DESI光谱，天文研究职员将开展银河系晕构造、隔壁星系、星系团、高红移类星体以及宇宙大尺度构造等方面的研究。同时，巡天数据将用于DESI的光谱目标选源。
BASS巡天不雅观测从2015年1月开始已经进行了3年的不雅观测。截止到2019年2月统共进行了大于一年不雅观测夜，完成了全部巡天任务。BASS项目组分别于2015年12月，2017年1月和12月完成了三次早期数据开释（EDR，DR1和DR2）。2019年9月, 课题组职员完成了BASS数据的完全正式揭橥。作为一个天文巡天项目完成不雅观测得到原始数据只是事情的一小部分，而大量的韶光和人力都用在数据处理事情上。
作为DESI图像事情组的成员，BASS项目成员和其他成员折衷互助，形成了统一的数据处理方法和数据发布办法。项目组成员的BASS数据质量得到了国际同行的认可，并在全天下首次以无保护期（完备公开）的办法发布巡天数据产品。BASS巡天所公开的不雅观测数据，包括了原始图像、处理的图像和星表产品。
图9: 参加BASS不雅观测的职员由BATC团组和各天文单位的研究职员和学生组成
图10: BOK望远镜的不雅观测室
图11: BASS不雅观测的实时监视网页：http://batc.bao.ac.cn/BASS/doku.php?id=observation:observation:facilitystatus
从1992年到现在，从BATC到BASS，该巡天团组在中国光学天文不雅观测巡天方面做出了主要贡献，也积累了丰富的不雅观测和数据处理的履历和能力。秉承着开展大视场巡天，风雅刻画宇宙的宗旨，该团组成员在将来的空间望远镜、中国12米望远镜、海内各科研院所和高校开展的中小望远镜的巡天项目中将积极参与，不遗余力地发挥天文巡天不雅观测的长处和浸染。
图12: BASS数据开释网页：http://batc.bao.ac.cn/BASS/doku.php?id=datarelease:dr3:home
图13: BASS＋ＭzLS数据的组成的5000平方度彩色星图 http://skyview.china-vo.org/
图14: BASS不雅观测者在基特峰见证了387个不雅观测夜的日出日落和夜空
作者:周旭，系国家天文台研究员、BATC团组首席。先后领导或参与了BATC大视场多色巡天、中国南极天文、南银冠u波段巡天、北京－亚利桑那巡天等诸多研究项目；聂俊丹，国家天文台副研究员。从事大视场巡天不雅观测，银河系构造，变星双星的研究。
