(通讯员:邢玲丽、秦平;摄影:邢玲丽)为了激发高中生崇尚科学、探索未知、勇于创新的科研兴趣和科研热情,武汉大学为华中师范大学第一附属中学高中生量身设计了科普课程《空天探测及相关基础知识》,该课程由武汉大学遥感信息工程学院秦昆教授、龚龑教授共同担任课程组负责人。2023年秋季学期首次面向华师一高中生开设,取得了良好的教学效果和社会影响,目前已连续开设三个学期,为武汉大学将优质教育资源向高中延伸开展了有益的探索。2025年3月25日的课程《系外行星光谱探测》由武汉大学电子信息学院、湖北省光谱与成像仪器工程技术研究中心魏儒义教授讲授。
魏儒义教授的这次课程围绕人类观测宇宙能力的突破性进展,深度解析了光谱技术在系外行星发现与生命起源探索中的核心作用,为华师一的同学们展示了从基础原理到前沿技术的全链条创新。
魏儒义教授开篇揭示了天文观测技术的代际跃迁。介绍了以詹姆斯-韦伯太空望远镜(JWST)为代表的新一代观测平台,通过6.5米口径的金箔反射镜与红外探测器的协同作用,实现了对暗弱天体的超深度观测。其研发投入已转化为对系外行星大气层化学组成的解析能力——从探测二氧化碳、甲烷到捕捉生物示踪分子(如O₂、CH₄),科学家正在通过光谱“指纹”验证地外生命存在的可能性。
同时,他展示了系外行星研究的最新成果:截至2025年3月24日,已确认的系外行星达7431颗,呈现出远超太阳系的多样性。例如,超级地球的半径为地球的1.25-2倍,质量可达地球的10倍(如Kepler-10c);冰行星的半径为地球的2-6倍,表面覆盖固态甲烷或水冰。探测方法包括视向速度法、凌星法、微引力透镜法等。
最后,魏儒义教授介绍了团队自主研发的光谱探测系统——CODES仪器,其创新技术引发关注:非对称共光路干涉技术通过相位调制实现光谱分辨率提升3倍;模块化设计使得总重5.3吨的系统能够集成干涉仪、光谱仪与温控模块。此外,在国际前沿研究领域,ASTERIA立方星计划通过6U平台实现10厘米级指向精度。在国内研究领域,南极0.68米望远镜凭借凌星法,在极夜环境中持续搜寻南极天区附近的系外行星。
华师一附中刘斌老师、陆智诚老师全程听课,《空天探测及相关基础知识》课程组秦昆教授,本学期助教、武汉大学遥感信息工程学院硕士生邢玲丽同学积极协助组织了本次课程。
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