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从辽阔的银河到湛蓝的深大亚湾，人类探索宇宙的步伐决不会停止。 从小到中，从大到其他未知星球，科学家在这条“通天”大街上留下了扎实的足迹。
但是，随着许多科学问题的范围、规模和复杂性的不断扩大，每个国家都难以凭借自己的力量解决一切创新问题。 在新时代背景下，深化国际科技交流合作成为打破人类重大挑战的必由之路。
近年来，我国许多科学装置在提高自主创新能力方面发挥了重要作用，大大缩小了与发达国家的差距。 与此同时，围绕这些装置的科学和技术中心也拥有强烈的放射线、示范、领导能力，成为重要的创新“高地”。
迄今为止，国家自然科学基金重大项目面向国家经济建设、社会可持续发展和科技发展的重大需求，选择具有战略意义的重要科学问题，集中创新力，开展多学科综合研究和学科交叉研究，充分发挥指导和推动作用，进一步提高我国基础研究源的创新能力。
富锂巨星形象
每当夜幕降临，河北隆盛县燕山腹地的郭守敬望远镜( LAMOST )就逐渐开启了穹顶。
由这项中国自主创新开发的，目前世界上口径最大的分光望远镜中，来自遥远宇宙的星光通过反射施密特修正板MA、球面主镜MB和焦面，通过光纤传输到分光器。
7年来，LAMOST的“巡天”获得了目前世界上最大的银河恒星光谱观测数据库。
从2014年开始，在国家自然科学基金重大项目“老挝天河研究”的支持下，中国天文学家根据老挝天河数据，在有关天河星系的重大科学问题上取得了一系列进展。
根据千万的光谱
“遥远的牛星，皎皓河汉女”——牛郎星和织女星被银河隔开的现象，引起了前人的丰富想象。 银河系作为一个宁静的“天河”是一个诗意的美丽存在。
现代科学兴起后，银河逐渐成为天文学家最关注的研究对象之一。 为了“看”更多的天体，解开宇宙的许多谜团，LAMOST在中国落成。
与令人印象深刻的望远镜不同，人们不是通过它直接拍摄天体，而是获得天体的可见光波段的光谱。
科学家通过光谱分析获得了遥远的天体信息。 不同的元素在特定的波长位置留下独特的印记，使得人类的指纹不同。
如果能够得到天体发出的光的话，通过光谱分析就能知道天体是由什么样的物质构成的。
其中，星系谱提供了距离、化学构成、视线运动等信息，恒星谱可以推测化学成分、温度、年龄、质量、演化历史等。 许多天体的光谱观测发现了许多奇怪的天体和现象。
这一切促进了人类对宇宙演化规律、物质结构、相互作用等最基本物理规律的新认识。
LAMOST是世界上口径最大的分光望远镜，也是调查天体“户籍”的工具。 那项建设给了中国天文学家很大的鼓舞。
“我们正在利用老挝巡天得到的频谱研究银河的重要科学问题”，中国科学院国家天文台老挝运行和发展中心主任赵刚研究员教授说“中国科学报”。
2013年，国家自然科学基金委员会发布了重大项目“LAMOST银河研究”申请指南，由赵刚组织研究小组批准申请。
他们利用LAMOST巡天研究开展银河系研究的几个重要科学问题。 包括银河系质量和黑暗物质的分布、动力学模型、年轻银河团和恒星的形成、银河系的特殊天体和特殊物理过程。
“我们想最大限度地利用巡天光谱数据研究银河系的一些重要科学问题，推进中国天文学的发展。” 赵刚说。
解开银河系之谜
"谱千万支，研究第一条。 ”这是这个重大项目的研究者经常说的话，大家想强调获取光谱数据开展科学研究的重要性。
2019年3月27日，赵刚在这个重大项目的主题会议上，展示了银河的幻灯片。
深蓝色背景映衬着中央平坦的黄色亮斑，亮斑由无数不同颜色的天体组成，许多成分和结构同时显示在这张照片上，足以探讨银河系的复杂性和高度。
赵刚强调:“研究银河系的结构、形成和演化，需要分别研究银河系的不同星族成分，密切结合银河系的星形成过程、初始质量函数等许多信息。
这是这个重大项目的科学目标。 五年来，科学家围绕这个科学目标取得了丰硕的成果。
LAMOST的庞大数据量是发掘特异天体的“富矿”。
几年前，在LAMOST体积的光谱数据中，科学研究人员发现了罕见的光谱，确认其来源于锂的存在度非常高的恒星。
其实，1981年天文学家首次使用小型望远镜发现了特殊的恒星，其光谱非常变化，在没有光谱线的地方出现了强锂线。
为了明确富锂巨星的形成，科学家开始收集这样的天体样本，但只发现少量的富锂巨星，很难提供足够的证据来解决科学问题。
幸运的是，LAMOST在巡航观测中发现了具有罕见光谱的天体。 这引起了中国科学家的极大兴趣。
经过追踪观测，科学家发现这颗奇异恒星的质量不到太阳的1.5倍，半径约为太阳的15倍，是典型的超级巨星。
而且，他们对其锂的存在度进行了正确测定，该恒星的绝对锂存在度高达4.51，相当于太阳中锂含量的3000倍，是目前人类所知锂含量最高的巨星。
这一发现发表于2018年8月出版的《自然—天文》。
“富含锂的超级巨星稀少，对于揭示锂的起源和演化具有重要意义”论文第一作者、中国科学院国家天文台辅助研究员斗宏亮介绍说，该锂富星距离银河系中心附近的蛇夫座方向，位于银河系盘面的北侧，距离地球约4500光年。
之后，研究人员对这颗恒星锂元素的起源进行了说明。
他们最终证明，该恒星的锂元素很可能来源于恒星内部的特殊物质交换过程。 由于非对称对流，向上的流速比向下的流速快得多，许多恒星内部的原材料被运送到表面，最后成为锂元素。
赵刚在这一重大项目中表示，这一发现使国际富锂巨星中锂存在度的观测界限加倍，同时对锂元素的合成和现有恒星演化理论提出了独特的新见解。
另一颗奇怪的恒星也是由LAMOST发现的。
前几天，《自然-天文》杂志发表的学术论文提出，日中科学家在银光晕中发现了银、铕、金、铀等重金属含量特别高的恒星。
在这个重大项目的支持下，研究人员对这颗恒星的起源进行了深入的研究。
论文通信的作者赵刚在接受媒体采访时说明，银河系“被吃掉”的矮星系现在具有接近“幸存”的质量分布，因此他们的成员星也具有类似的化学特征。 "通过研究星系附近矮星系的星的化学组成，可以了解矮星系的星的化学特征，可以像DNA鉴定一样筛选出星系中的矮星系的星. "
他们通过比较银晕内恒星和银河系附近矮星系的星中镁、硅、钙、钛等元素的含量，判断该恒星属于“外来人口”，银河系是以矮星系为食物时被带走的“移民”。
事实上，这印证了银河系形成的假设。 最初的银河系不断吞噬附近的矮星系，终于形成了今天的银河系。
在这一重大项目实施5年来，研究人员在银晕演化和黑暗物质分布、星系动力学、星系恒星形成过程、星系中特殊恒星等研究领域取得了一系列显着进展和代表性成果。 这些成果在国际有影响的SCI刊物上发表了280多篇论文。
充分体现“大科学”的特点
目前，许多科学问题的范围、规模和复杂性不断扩大，全球科学研究已进入“大科学时代”。
对此，中国科学院国家天文台副研究员李海宁认为，这一重大项目成员之一必须在不同领域、不同国家的科学家之间进行合作。
在执行这一重大项目期间，科学家基于LAMOST的星系研究，在多维合作中充分体现了当前天文学的“大科学”特征。
首先是数据科学家和天文学家的合作。
“由于LAMOST光谱数据量非常大，数据科学家首先需要将光谱数据处理成科学家能够使用的数据，由天文学家进行解释和研究。”李海宁介绍说，“每个团队都有很多专门进行数据挖掘的科学家。”
同时，跨学科合作也大有帮助。
例如，在富锂巨星发现的同时，阎宏亮、赵刚和施建荣等研究人员与中国原子能科学研究院、北京师范大学等大学医院的科学家合作，对这颗奇异的恒星开展了深入的多学科专业研究。
之后，他们将美国“自动行星探测器望远镜”的高分辨率光谱与中国原子能科学研究院最新的原子数据相结合，通过模拟再现其内部经验的变化，合理解释了该恒星锂元素的存在度。
研究人员表示，这是一系列的合作研究，支持恒星内部会产生锂元素这一结论。
在上述发现银河“外来移民”的研究中，中国科学家与日本科学家合作。
李海宁说:“LAMOST发挥了“调查”的作用，一旦找到有趣的目标，就需要使用分辨率更高的望远镜，开展合乎目的的详细研究。”
当时，为了确认这颗重金属“超标”恒星的身份，中国科学家和日本科学家向日本国立天文台8米的光学望远镜申请了观测时间，由中国科学家主导，开展了高分辨率光谱的共同观测研究。
另外，中国科学家与德国马普托天文研究所、海德堡大学、慕尼黑大学等世界着名天文机构建立了长期稳定的合作关系。
赵刚指出，在这一重大项目的支持下，银河系研究领域的观测和理论上得到了充分的交叉和融合。 “利用LAMOST的大量光谱数据，中国天文学家解开了许多银河之谜”
