2016年9月25日,今天,有著「超級天眼」之稱的世界最大單口徑射電望遠鏡----500米口徑球面射電望遠鏡在貴州平塘的喀斯特窪坑中落成啟用,將在未來10年至20年保持世界一流設備的地位,為我國乃至世界各國的科學家探索宇宙深空的奧秘提供天文利器。在我國500米口徑球面射電望遠鏡整體工程完工之際,科研人員近日通過一次試驗性觀測,成功接收到來自1351光年外一顆脈衝星發出的脈衝信號,這是該射電望遠鏡進行試驗性觀測以來,接收到的質量最好的一組電磁波信號。
1609年,義大利科學家伽利略用自製的天文望遠鏡發現了月球表面高低不平的環形山,成為利用望遠鏡觀測天體第一人。
400多年後,代表中國科技高度的大射電望遠鏡,將首批觀測目標鎖定在直徑10萬光年的銀河系邊緣,探究恆星起源的秘密,也將在世界天文史上鐫刻下新的刻度。
500米口徑球面射電望遠鏡就像一個巨型的衛星信號接收天線,坐落在貴州縣克度鎮的「大窩凼」山間。大射電望遠鏡由4000多塊反射面板組成,總面積約25萬平方米,相當於30個足球場大,周圍還建有6個鋼架塔,猶如一口大鍋放在崇山峻岭中。
FAST作為一個多學科基礎研究平臺,為科學家提供了一個強大的探測無線電波的一個工具,在國家重大需求方面具有重要應用價值。主要有三個方面的科學目標:1.它具有強大的靈敏度,能接收到137億光年外的電磁信號,接近於宇宙的邊緣;2.巡視宇宙中的中性氫和觀測脈衝星。前者是研究宇宙大尺度物理學,以探索宇宙起源和演化;還將觀測脈衝星,研究極端狀態下的物質結構與物理規律,甚至可以搜索星際通訊信號,開展對地外文明的探索。中國科學院國家天文臺研究員、500米口徑球面射電望遠鏡工程副經理彭勃表示,它能看到更遠、更暗弱的天體,通過探測星際分子、搜索可能的星際通訊信號,尋找地外文明的機率比現有設備提升了5至10倍。「針對大眾十分關心的500米口徑球面射電望遠鏡能否用於尋找地外文明,答案是肯定的。」3.FAST未來將有能力把中國中性氫觀測能力從地球同步軌道延伸至太陽系外緣,將深空通訊數據下行速率提高100倍,觀測暗物質和暗能量,尋找第一代天體等其他一些的應用。射電望遠鏡誕生至今,人類發現約2500顆脈衝星,它們全部位於銀河系內。科學家們將中國大射電首批觀測目標鎖定在銀河系外,希望依靠其超群的靈敏度搜尋河外星系的脈衝星。中科院國家天文臺臺長嚴俊表示:「發現更多脈衝星,從脈衝星中遴選出脈衝信號穩定的毫秒級脈衝星,將來有望應用於空間飛行器導航領域。」
打造旅遊天文小鎮 推動當地經濟發展生態方面是這樣的。望遠鏡的反射面板可以看到它上面透了很多孔,這個孔透孔率達到50%以上,完全可以把雨水、陽光透過去,所以地面的植被還可以照樣去生長,對環境保護很有利。
FAST的建設使邊遠閉塞的黔南喀斯特山區變成世人矚目的國際天文學術中心,成為把貴州展現給世界的新窗口。黔南州還將在平塘縣克度鎮配套建設天文體驗中心、天文教育園等項目,積極打造旅遊天文小鎮,推動當地經濟發展。
從9月中旬以來,工程科研人員便開始對500米口徑球面射電望遠鏡進行試驗性觀測工作。在9月17日的一次觀測中,該望遠鏡成功接收到了一組來自遙遠宇宙的高質量脈衝星信號。這組信號是FAST投入試觀測以來,接收到的性噪比最高的電磁波信號。從獲取的頻率相位圖中,科研人員計算出這顆脈衝星與地球的距離。中科院國家天文臺副研究員錢磊表示,此次觀測得到的最好的脈衝星數據是J1921+2153這顆星的數據。這是一顆位於1351光年以外的一顆脈衝星,意思是,現在接收到的這些電磁波大約是1351年以前發出的。由於脈衝星在自轉時速度會逐漸變慢,其轉動快慢之間的能量差就會轉化為輻射,從而被FAST望遠鏡所接收。因此科研人員就能推斷出這顆脈衝星與地球之間的距離。
這組信號的獲取,有利於科研人員進一步分析FAST望遠鏡的性能指標及後續的調試。這樣的試觀測和調試將在未來的一段時間內持續進行,直到望遠鏡達到最佳的性能指標。
發展前景我國打造立體化「天眼」集群今天,500米口徑球面射電望遠鏡在貴州正式投入使用,吸引著世界目光。望遠鏡「鍋蓋」越大越靈敏,500米的「超級天眼」究竟有多靈敏?科學家打了個比方,有人在月亮上用手機打電話,也逃不過它的「眼睛」。
近年來我國陸續建成5座射電望遠鏡,口徑從25米到65米不等。不過,與美國的305米口徑和德國100米口徑射電望遠鏡相比,我們的射電望遠鏡觀測能力還比較有限。「500米口徑球面射電望遠鏡建成,將為我國天文學躋身世界一流創造條件。」中科院國家天文臺臺長嚴俊表示。
按計劃,500米口徑球面射電望遠鏡將和我國其他5座射電望遠鏡組成「天眼」群——甚長基線幹涉測量網,並主導國際射電領域的低頻測量網,從而更好地獲取天體超精細結構。
未來5至10年,大射電等項目只是我國大望遠鏡建設浪潮的前浪。據嚴俊透露,中國12米光學紅外望遠鏡已初步通過專家評審,有望於「十三五」規劃期間立項。目前,我國最大的光學望遠鏡是位於雲南麗江的2.4米光學望遠鏡,與國際上領先的西班牙10.4米光學望遠鏡、美國10米光學望遠鏡和日本8米光學望遠鏡等仍有較大差距。12米光學紅外望遠鏡建成後將為暗能量本質、引力波源光學認證和研究、太陽系外類地行星探測、超大質量黑洞、第一代恆星等前沿科學問題提供在國際上有競爭力的觀測平臺。有紅外望遠鏡,就有紫外望遠鏡和X射線望遠鏡,我國正計劃把望遠鏡家族的基地拓展到空間領域。
今年年底,我國將發射自主研製的硬X射線調製望遠鏡衛星,它可以進行寬波段大天區X射線巡天成像,具有獨特的觀測黑洞、中子星等高能天體多波段X射線快速光變的能力,並可以監視天空的高能爆發現象。
立體化作戰的望遠鏡集群,不僅將大幅提升我國在天文科學與技術方面的自主創新能力,還能廣泛應用於導航、定位、航天、深空探測等領域。
新聞延伸諾獎得主「點讚」中國「天眼」從射電望遠鏡到脈衝星,從引力波到蟲洞理論……美國物理學家、諾貝爾獎得主約瑟夫·泰勒昨天在貴陽市第一中學的報告廳裡,與貴陽多所中學的學生暢聊起神秘的宇宙時,總是提到一個關鍵詞——FAST。
FAST是500米口徑球面射電望遠鏡的英文簡稱。這個目前世界上最大的單口徑射電望遠鏡坐落於貴州省黔南州平塘縣克度鎮。早在42年前,泰勒先生在FAST的「前輩」、美國阿雷西博望遠鏡的幫助下,與另一學者共同發現了脈衝雙星系統,繼而利用該望遠鏡進行長期觀測,為引力波的存在提供了堅實的證據,於1993年獲得諾貝爾物理學獎。如今,他將見證在各方面全面超越阿雷西博望遠鏡的FAST正式「開眼」。「我要向FAST的建設者們表示祝賀,他們按期建成了世界上最大、最靈敏的設備。」泰勒先生說,「我預計FAST將會帶來許多新的、重要的科技成果,我非常期待看到這些成果。」約瑟夫·泰勒表示,FAST將提升中國民眾對太空探索的熱情,使更多的人走近科學,也將使中國在全球科技領域佔據更重要的席位。
中科院國家天文臺副臺長鄭曉年表示,FAST突破了射電望遠鏡的百米極限,它擁有30個足球場大的接收面積,比德國波恩100米望遠鏡靈敏度提高約10倍,比美國阿雷西博望遠鏡綜合性能提高約10倍。它將在未來20至30年保持世界一流設備的地位。FAST將可能搜尋到更多的奇異天體。
國家天文臺研究員、FAST工程副經理彭勃告訴記者,FAST已經吸引了眾多國外科學家,他們紛紛表達了合作的意願。「以前,很多中國科學家去海外進行研究。現在有了FAST,老外們都想來中國。」
本文來源:北京晚報-北晚新視覺網 據新華社 央廣 央視