探秘“中国天眼”,去“世界上看得最远的地方”一起看星星

这是一封来自“中国天眼”的邀请函——3月31日0时起,500米口径球面射电望远镜(FAST)向全球天文学家征集观测申请。所有国外申请项目统一参加评审,评审结果将于7月20日公布,观测时间将从8月开始。“中国天眼”是目前世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜,能够接收到100多亿光年以外的电磁信号。自2020年1月对国内开放运行以来,这一具有我国自主知识产权的重大科研基础设施,运行稳定可靠,已发现300余颗脉冲星,并在快速射电暴等研究领域取得重大突破。

2017年,“中国天眼”——世界第一大的500米口径球面射电望远境在贵州省黔南州平塘县落成启用,让平塘县天文小镇成了“世界上看得最远的地方”,被国家旅游局和中国科学院评为首批十大“中国科技旅游基地”之一。当年,作为记者,我有幸受邀到基地考察,与“中国天眼”来了一次难忘的“亲密接触”。

神秘宇宙,浩瀚星空。地外文明的壮阔和玄妙,自古以来就寄托着人类的奇妙遐想。

人们观测天象,起初是用肉眼,继而借助光学望远镜......随着科技的发展,射电天文学在第二次世界大战结束后脱颖而出。射电望远镜为射电天文学的发展起了关键的作用,比如:上世纪六十年代天文学的四大发现,类星体、脉冲星、星际分子和宇宙微波背景辐射,都是用射电望远镜观测得到的。射电望远镜的每一次长足的进步都会毫无例外地为射电天文学的发展树立一个里程碑。

“中国天眼”观景台(代传付摄)

天文学家使用射电望远镜,其实不是“看”,而是主要用以接收天体射电波段的辐射。中国天眼——500米口径球面射电望远镜又称FAST(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope),由我国天文学家南仁东于1994年提出构想,历时22年建成,于2016年9月25日落成启用。它位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县大窝凼的一个喀斯特洼坑中,这个洼坑形成于4500万年前,独一无二且最适合“天眼”建设。作为国家重大科技基础设施,“中国天眼”工程由主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端及观测基地等几大部分构成。主动反射面是由上万根钢索和4450个反射单元组成的球冠型索膜结构,其外形像一口巨大的锅,接收面积相当于30个标准足球场。利用天然的喀斯特洼坑作为台址,洼坑内铺设数千块单元组成冠状主动反射面,采用轻型索拖动机构和并联机器人实现接收机高精度定位,这是“中国天眼”的三大自主创新。

世界最大射电望远镜(直径500米)——中国天眼

借助这只巨大的“天眼”,科研人员可以窥探星际之间互动的信息,观测暗物质,测定黑洞质量,甚至搜寻可能存在的星外文明。与德国波恩100米望远镜相比,“天眼”的灵敏度提高了约10倍;与美国阿雷西博350米望远镜相比,“天眼”的综合性能也提高了约10倍。“天眼”能够接收到137亿光年以外的电磁信号。从2016年9月25日起,“天眼”方圆5公里成为“静默区”。这个庞然大物开始睁开“慧眼”,专注地捕捉来自宇宙深空的信号。

“天眼”建设地——克度大窝凼

2017年10月10日,中国科学院国家天文台召开新闻发布会宣布,被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST)经过一年紧张调试,已实现指向、跟踪、漂移扫描等多种观测模式的顺利运行,并确认了多颗新发现的脉冲星。这是我国天文望远镜首次发现脉冲星。“中国天眼”团组利用位于贵州师范大学的早期科学中心进行数据处理,探测到数十个优质脉冲星候选体,经国际合作,并进行后随观测认证,2017年已通过系统认证6颗脉冲星。其中2颗新发现的脉冲星。

“中国天眼”火了,也带火了国际天文旅游小镇——平塘天文小镇。在研学行访客服务中心,乘上摆渡车前往克度镇的大窝凼。在山路上行驶半小时后,就能去到“中国天眼”科普瞭望台的山脚下,再攀登上几百级台阶,拐过三次大拐弯后,能看“中国天眼”的瞭望台就到了。请大家有机会都来这个“世界上看得最远的地方”,一起看星星!(丹长江)

平塘天文小镇夜景(代传付摄)

编辑:吴南瑶
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