在宇宙中,天體會發出各種波段的電磁波,一些是波長很長的無線電波,它們無法用光學望遠鏡來探測,只能使用射電望遠鏡。另外,天文學家相信,如果宇宙中存在外星文明,他們應該也會跟我們一樣使用無線電波進行通信。
正是在這樣的背景之下,天文學家希望可以建造出口徑足夠大的射電望遠鏡,以接收到來自宇宙深處的微弱無線電波。在1963年,美國康奈爾大學的天文學家主導建設了阿雷西博射電望遠鏡,它的口徑達到了305米,成為當時的世界之最。直到2016年,口徑達到500米的「中國天眼(FAST)」建成之後,最大單口徑望遠鏡的紀錄才被打破。
當年建造阿雷西博射電望遠鏡,耗費了930萬美元。此後,經過多次升級,又耗費了至少數千萬美元。如果現在建造整個設施,成本將超過1億美元,相當於7億元人民幣。
在長達半個世紀的時間裡,阿雷西博射電望遠鏡開展了一系的天文觀測,並取得了不少的重大發現。
1964年,天文學家首次精確測出了水星的自轉周期。1968年,天文學家測量出了蟹狀星雲中的脈衝星自轉周期,首次證實了中子星的存在。中子星是由大質量恆星的核心經過引力坍縮形成,它們是超新星爆炸的殘餘物。
蟹狀星雲是一個非常著名的超新星遺蹟,在公元1054年,我國古代天文學家觀測到了這次超新星爆發現象。根據現代天文學的測量,該超新星遺蹟位於6500光年之外,其中存在一顆由前身恆星核心坍縮而成的年輕中子星,其自轉周期為33.5毫秒,直徑為20公裡。
此後,天文學家通過阿雷西博射電望遠鏡發現了首個雙脈衝星系統,他們也因此獲得了諾貝爾物理學獎。不久後,天文學家發現了自轉周期更短的脈衝星——毫秒脈衝星,第一顆編號為PSR B1937+21。這顆毫秒脈衝星的自轉周期僅為1.56毫秒,每秒可以自轉641周。
1990年,天文學家通過阿雷西博射電望遠鏡又找到了一顆脈衝星PSR B1257+12。進一步的研究發現,這顆脈衝星周圍有三顆行星在環繞著它公轉,這是人類首次在太陽系外找到了行星,系外行星的搜尋由此拉開了大幕。
除了接收來自宇宙中的無線電波,阿雷西博射電望遠鏡還曾向宇宙中發射無線電信號,以期能夠聯繫到可能存在的外星文明。天文學家把望遠鏡對準了武仙座球狀星團M13,向那裡發射了太陽系和人類的信息。由於M13遠在2.5萬光年之外,以光速前進的信息將會在2.5萬年後到達那裡。
阿雷西博射電望遠鏡曾經輝煌過,為現代天文學的發展做出過很大的貢獻。但近年來,由於經費短缺,阿雷西博射電望遠鏡年久失修,這架曾經世界最大的單口徑射電望遠鏡已經變得破敗不堪,雜草叢生,就像一座被人廢棄的垃圾場,不禁令人唏噓。
不過,現在有了口徑更大的中國天眼,射電天文學還會繼續向前發展,我們將會接收到來自更為深邃宇宙的無線電波,甚至還有可能接收到地外文明發出的信號。更多令人振奮的發現還在等著我們,讓我們拭目以待。