是什麼讓中國在射電天文領域領先世界20年？

2020-10-27 科技日報

◎ 科技日報記者 何星輝

是什麼，讓中國在射電天文領域從遠遠落後到領先世界20年？是中國天眼。坐落在貴州省平塘縣大窩凼，是目前世界上最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡，一個妥妥的大國重器。

最遠能探測137億光年之外，靈敏度比德國高10倍，比美國高3倍，甚至「你在月球上打電話，這裡能聽得清清楚楚」。為了鑄就這口「大鍋」，天文學家南仁東耗盡了一生心血。最終，中國天眼開了「眼」，他卻永遠閉上了眼。

令人欣慰的是，無論是在調試期間，還是正式投入運行，中國天眼的表現沒有讓人失望。而今，越來越多的科學家接力呵護中國天眼，讓其表現越來越亮眼。

一個人和他的22年

「別人都有自己的大設備，我們沒有，我挺想試一試。」南仁東說這話的時候是1993年。那一年，中國射電望遠鏡的口徑只有25米，而早在1963年，美國就已經擁有350米口徑的阿雷西博射電望遠鏡。

抱著這個樸素的念頭，從1994年開始，南仁東和他的團隊踏上了漫漫徵程。他們要建造的，是一個世界上最大的射電望遠鏡。

這在當時，被認為是一項不可能實現的任務。從選址開始，就像打怪升級一般，南仁東克服了一個又一個的困難。最終，在貴州平塘，南仁東找到了一個地球上獨一無二、最適合建設射電望遠鏡的臺址。

這是從全國成千上萬個候選窪地裡挑選出來的，可謂萬裡挑一。光選址和研究，南仁東就花了13年的時間。

南仁東（左三）與工程技術人員在位於黔南州平塘縣的大窩凼施工現場檢查施工進展（2014年12月1日攝）。圖片

選址難，立項難，建設難上加難。南仁東和團隊解決了一個又一個的難題，而這些難題在全世界幾乎都沒有經驗可以借鑑，只能埋頭開展技術攻關。

「如果沒成功，我怎麼交代？欠了國家的、鄉親的，我有退路嗎？」沒有退路的南仁東，把心思全放在了中國天眼的建設現場，他親力親為，耗盡心血。

2016年9月25日，中國天眼建成。南仁東用自己人生中的22年，鑄就了一個大國重器。2017年9月15日，他卻永遠閉上了雙眼。真是「古有十年磨一劍，今有廿載鑄天眼」。

224顆脈衝星和5000個工作機時

進入調試期後，中國天眼表現令人驚豔。

一般情況下，國際上傳統大型射電望遠鏡的調試周期不少於4年，但中國天眼提前完成了調試任務，整體性能穩定可靠，並在調試階段取得了一批有價值的科學成果。其中，探測到146顆優質的脈衝星候選體（102顆得到認證），實現了目前國際最高精度的脈衝星測時觀測，並找到一例新的重複性快速射電暴，這些成果為利用脈衝星計時陣探測低頻引力波提供了重要條件。同時，中國天眼還實現了偏振校準，並利用創新方法探測到銀河系星際磁場。

正因為主要性能指標達到了國際領先水平，今年1月份，中國天眼通過了國家驗收，正式投入運行。

1月8日，月光下的「中國天眼」（檢修期間拍攝）。圖片來源：新華網

不過，在正式投入運行不久，中國天眼即遭遇疫情衝擊。為了確保中國天眼觀測不停擺，運營團隊制定觀測計劃，20多名科研人員堅守在觀測現場，克服了疫情帶來的種種不便，有的一待就是兩個月。這期間，中國天眼完成觀測時長達1000多小時，多項觀測任務提前完成。

「它超出了我的預期，現在每天可以保證20個小時左右的觀測時長。」針對中國天眼正式運行以來的情況，總工程師姜鵬表示，觀測時長是科學產出的重要保障，原以為要達到5000個工作機時的話，至少需要3至5年，沒想到今年就做到了。「這需要很好的可靠性。」

截至9月中旬，中國天眼發現的脈衝星已達224顆。在探測脈衝星領域，中國天眼已經達到國際上的絕對一流水平。

目前，中國天眼已經啟動了脈衝星測時陣列、漂移掃描多科學目標巡天等5個重大和優先項目。未來3至5年，中國天眼的高靈敏度將有可能在低頻引力波探測、快速射電暴起源、星際分子等前沿方向取得突破。

編輯：張琦琪

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    原標題：世界最大口徑射電天文望遠鏡裝上第一根主索 　　正在建設的500米口徑球面射電天文望遠鏡（7月16日攝）。新華社記者 金立旺攝 （FAST工程團隊提供） 　　記者從中科院國家天文臺獲悉，17日上午，隨著第一根主索的安裝，500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）的反射面索網製造與安裝工程正式步入實施階段。 　　FAST是由中國天文學家提出建造的世界最大的單口徑射電望遠鏡——500米口徑球面射電天文望遠鏡。它坐落在貴州省黔南州平塘縣克度鎮金科村的「大窩凼」窪地，於2011年3月正式開工建設。
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