超大型陣列：開創性的射電天文學40年

Karl G. Jansky超大型陣列（VLA）是位於新墨西哥州（索科羅）附近的射電天文望遠鏡設施。該天文臺由27個巨大的皿組成，每個皿的直徑均為82英尺（25米），呈Y形排列，使它們可以像一臺巨大的望遠鏡一樣工作，橫跨22英裡（36公裡），大約是一個半倍華盛頓特區的大小。

• 超大型陣列由27個巨大的天線組成，每個天線的直徑為82英尺（25米），呈Y形排列，使它們像一臺巨大的望遠鏡一樣工作，可跨越22英裡（36公裡）圖片：©Shutterstock）

射電天文學家通過無線電波注視著宇宙，無線電波位於電磁波譜的最左側，這意味著它們的長波長範圍從約0.04英寸（1毫米）到超過62英裡（100公裡）。研究人員可以利用該波段的光來更好地理解各種各樣的宇宙現象，包括行星，恆星，氣體和塵埃雲，星系，脈衝星和黑洞。

甚大型陣列何時建立？

監督VLA的國家射電天文臺（NRAO）的歷史表明，從1960年代開始，科學家設想了一個巨大的射電天線陣列，可以補充單碟設施的工作。由於光學原理的原因，幾臺望遠鏡可以串聯工作，並將它們的數據組合起來用作一臺望遠鏡，其收集區域的大小與各個盤子之間的距離大小相同，這是一種稱為幹涉測量的技術。 國會於1972年8月批准為VLA提供資金，並於次年開始建設。

據新墨西哥州旅遊局稱，該設施於1980年建成並正式投入使用，1972年耗資7800萬美元。VLA位於聖奧古斯丁平原上，這是一片空曠的沙漠，位於索科羅西北80公裡處。根據國家射電天文臺的說法，由於它遠離主要城市並且四面環山，而山巒起著天然堡壘的作用，可以防止無線電幹擾，因此該地點非常適合射電天文學。乾燥的氣候是VLA成功的另一個關鍵。無線電波被地球大氣中的水分子吸收，因此，在溼度極低的地方，可以使設備擁有通向夜空事件的清晰窗口。

超大型陣列有什麼作用？

自成立以來，VLA的科學成果一直是巨大的。NRAO稱，它已經被用於「超過11,000個不同的觀測項目」中，並且「幾乎對天文學的每個分支都產生了重大影響」 。「這項使之成為可能的研究成果在科學期刊和教科書中得到了充實。基於VLA的研究成果，已授予200多個博士學位。」

• VLA是五臺望遠鏡中的一員，有助於創造出這種引人注目的蟹狀星雲圖像。圖像是通過將來自VLA（無線電）的數據合併為紅色而創建的；斯必澤太空望遠鏡（紅外線）為黃色；哈勃太空望遠鏡（可見）為綠色；XMM-牛頓（紫外線）為藍色；以及錢德拉（Chandra）X射線天文臺（X射線）為紫色。（圖片來源：NASA / JPL）

VLA還是一個標誌性設施，曾在1997年的電影「 Contact」中出現過，這是一個虛構的故事，講述了一個從外星文明中拾取的信號，並且是天文學家的旅遊勝地。奇怪的是，VLA在進行「聯繫」時從未參與過搜尋外星智能（SETI），但此後一直被用來尋找宇宙中其他技術存在的證據。

VLA的未來

在2012年，VLA進行了重新命名，以紀念美國先驅卡爾·古特·揚斯基（Karl Guthe Jansky），他首先發現了來自銀河系中心的無線電波，並於1932年問世。NRAO要求公眾提供新的名字，並收到23331份意見書來自超過65個國家/地區。該組織選擇揚斯基為射電天文學的創始人。射電天文學家現在正在推動VLA的升級，以便它可以跟上前沿科學的步伐。

他們設想在新墨西哥州形成更大的陣列，包括244個18 m的碟形螺旋形地分布在8,860公裡的地方。新設施的核心，稱為下一代VLA或ngVLA，將是另外19個6 m的皿，可以比目前的儀器更靈敏地分辨天文物體。 這樣的天文臺可以尋找黑洞，觀察太陽系的形成，尋找年輕恆星周圍化學物質的生命，並協助研究由雷射幹涉儀引力波天文臺（LIGO）捕獲的重力波事件。

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