利用我國最大的射電望遠鏡搜索外星人

2020-11-29 萬象經驗

本文參加百家號#科學了不起#系列徵文賽。

2016年,中國500米口徑球面射電望遠鏡FAST——世界上最大的單口徑射電望遠鏡——首次聚光。從那時起,望遠鏡經歷了廣泛的測試和調試,並於2020年1月正式上線。在這段時間裡,它還促成了多項發現,包括近100個新的脈衝星。

根據中國科學院領導的一個國際科學家團隊最近的一項研究,FAST可能還有另一個用途:搜尋地外文明(SETI)。基於他們與非營利科學組織「突破計劃」的合作,這項研究的作者們強調了FAST可以實現一些新奇的地外文明觀測的方法。

簡單地說,由於其龐大的體積,快速陣列相對於之前的射電望遠鏡有著相當大的優勢。首先,FAST的主表面直徑為500米,最大有效孔徑為300米,是目前世界上最大的射電望遠鏡,可以比阿雷西博射電望遠鏡觀測到更大的天空區域。

研究人員接受採訪時稱:「FAST的主要優勢是它的有效收集區域。FAST形成一條直徑為300米的拋物線,是L波段(覆蓋中性氫等)最大的總收集面積,遠超過任何其他望遠鏡。與最先進的接收器一起,FAST提供了指向點源的最佳增益,這就是SETI信號。」

快速望遠鏡的構想也考慮到了SETI研究的可能性。因此,2016年,「突破聆聽計劃」與中國科學院國家天文臺籤署了一份諒解備忘錄,以促進未來的合作,將FAST引入他們的射電望遠鏡網絡。

作為非營利研究組織「突破計劃」的一部分,它計劃耗時10年,耗資1億美元,旨在「開展最敏感、全面和深入的搜索,尋找其他星球上的先進生命」。這些努力目前依靠三架望遠鏡,其中包括綠岸望遠鏡、帕克斯射電望遠鏡和自動行星探測器。

另一個主要優點是FAST配備了19波束焦平面饋電喇叭接收陣列,大大增強了它的視野。這都為SETI測量提供了前所未有的速度,並有效地濾除了來自地球的無線電頻率幹擾。

快速望遠鏡還得益於配備了最新的計算硬體、軟體和網絡。「此外,我們已經成功地測試了一種新的觀測模式,允許同時獲取不同目的的數據。」研究人員說,「特別是,這是任何射電望遠鏡第一次記錄脈衝星和氫數據流,用於大規模調查。」

同樣的技術,讓研究人員設計並開始了一項新的調查,叫做「共生射電天文學快速調查」。這次調查將同時尋找各種射電源,如脈衝星、快速射電爆發、星系和氫。一旦FAST裝備了SETI的儀器,研究人員預計該設備將能夠為SETI提供充足的時間,同時還能實現其其他主要的科學目標。

至於FAST會搜索什麼,研究小組在他們的研究中也提出了一些想法和建議。這些項目將包括對系外行星的調查,這些調查是由NASA的凌日系外行星調查衛星(TESS)等下一代望遠鏡發現的,目的是尋找外星通訊的證據。

希望科學家們加緊研究,早日出一個好成果。

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