天眼是世界最大的射电天文望远镜(射电天文望远镜)

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“中国天眼”4月1日正式对全球科学界开放

被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST)将于2021年4月1日正式对全球科学界开放,征集来自全球科学家的观测申请。

记者:吴燕霞 王宇轩

记者:据介绍,“中国复眼”项目一期为“分布式雷达天体成像测量仪验证试验场”,建设4部16米口径雷达,用于验证技术可行性,具备观测月球能力。目前在重庆两江新区进行安装调试。

2011年由澳大利亚,中国,新西兰等七个国家的相关机构,在伦敦签署了组建平方千米阵的独立法人机构SKAO(SKA Organisation)的成员协议。旨在各地建造数千个较小的探测装置。从而组成一个收集能力相当于1平方千米镜面收集能力的巨型射电望远镜阵列。

射电望远镜与光学望远镜不同,它既没有高高竖起的望远镜镜筒,也没有物镜,目镜,它由天线和接收系统两大部分组成。

射电望远镜是主要接收天体射电波段辐射的望远镜。射电望远镜的外形差别很大,有固定在地面的单一口径的球面射电望远镜,有能够全方位转动的类似卫星接收天线的射电望远镜,有射电望远镜阵列,还有金属杆制成的射电望远镜。

项目一期“分布式雷达天体成像测量仪验证试验场”。(北京理工大学重庆创新中心供图)

网友:“中国复眼”能看多远?

就拿中子星来说,它是巨大恒星死亡坍缩后的产物,一立方厘米中子星物质的质量高达几亿吨,试想一想在你的汤勺里放一座珠穆朗玛峰是什么感觉吧!



监制丨王姗姗 张鸥 

建设中的“中国复眼”天文雷达

今年汛期,中国天眼航龙炮站民兵正在做人工影响天气作业训练。(张伦雨 摄)

2017年9月15日,72岁的南仁东因病逝世,他生命中近三分之一的时光都奉献给了“中国天眼”。2019年9月17日,习近平签署主席令,授予南仁东“人民科学家”国家荣誉称号。

起初,FAST最引人注目的,是它的“大”。也许从照片上并不容易感知它的大小,但实际上,如果走到它的圈梁上,走完一圈需要半个多小时,而从这口“大锅”的锅沿走到锅底,则要一两个小时的时间。

无独有偶,同年11月6日,望远镜上一根主钢缆断裂,对底部反射面造成了更严重的破坏。而后的12月1日,美国国家科学基金会确认,经历过两次严重事故后的望远镜很可能已不能使用,需要重建。

今年2月,在贵州考察调研期间,习近平通过视频察看“中国天眼”现场,并同总控室的科技工作者代表连线,勉励广大科技工作者以南仁东等杰出科学家为榜样,大力弘扬科学家精神,勇攀世界科技高峰,在一些领域实现并跑领跑,为加快建设科技强国、实现科技自立自强作出新的更大贡献。

南仁东(左二)在大窝凼施工现场指导反射面单元拼装工作(2015年11月25日摄)。新华社发(中科院国家天文台供图)

上图即为Casey Law,来自加州理工学院,他是关于FRB190520这篇最新论文的主要作者之一。图片来源于GitHub

作为目前世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜,“中国天眼”能够接收到100多亿光年以外的电磁信号,是中国科技创新的一张代表性“名片”。

项目一期“分布式雷达天体成像测量仪验证试验场”。(重庆两江协同创新区供图)

网友:为什么叫“中国复眼”?

但他也有高调的时候,那是为了FAST项目。

南仁东在FAST工程落成启用仪式上(2016年9月25日摄)。新华社记者 金立旺 摄

该望远镜的建设耗时22年,能够接收到137亿光年以外的电磁信号。未来,除天文观测外,FAST还将作为地面的主要测控装置为中国的探月、登月,乃至以后登陆火星提供定位、导航、接收信号等支持。

南仁东在大窝凼施工现场(2013年7月19日摄)。新华社发(中科院国家天文台供图)

据FAST总工艺师王启明介绍,天眼更多的,是作为探索宇宙脉冲星信号而搭建。天眼有着异常灵敏的接受宇宙脉冲信号的功能,但并不会向宇宙发送关于地球的任何讯息,或者说,天眼就算接收到了某些信息,也不会与外界发生“对话”。

记者:“中国复眼”是一个形象的叫法。大家知道,和人的眼睛比,有些昆虫的眼睛是由很多小眼睛构成的复眼,而“中国复眼”是由多个小天线构成的一个大天线,就像是昆虫的复眼一样。

星际间物质

南仁东的才华和人格魅力,深深影响着“中国天眼”团队的每一个人。与南仁东一起工作十余年的同事孙京海,是“中国天眼”调试组控制专业组长,于2006年加入“中国天眼”工程组。他透露,整个工程的前15年左右都在做相关技术的研发,譬如如何解决在险峻的地势之上建成500米环形的圈梁?如何在没有任何平底的地方把500米尺度的巨大索网编制好?最终,“中国天眼”团队攻坚克难,逐一解决了这一系列问题。令人骄傲的是,建成后的“中国天眼”是目前世界上最灵敏的射电观察设备,科学家可以用这个观测设备发现更多的未知。

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科学家称,世界最大的综合孔径射电望远镜阵列是天文研究领域的重大里程碑,将定义未来50年射电天文学的发展。(李飞)

在国家天文台研究员陈学雷的记忆中,南仁东是一个随性不羁的人。很难想象,这样的他会被一个项目拴住,而且一拴就是22年。

科学家们说,恒星其实只在宇宙中占极少的质量。宇宙中96%以上是我们看不见的暗物质和暗能量,只有不到4%是由重子构成的物质,而这4%中的不到1%才是我们能看见的发光的恒星。

▲ 2020年1月9日,工作人员对FAST反射面板进行检修。

记者:“中国复眼”是具备三维成像/形变监测的深空探测雷达,项目预期作用距离达到1.5亿公里,差不多是地球到太阳的平均距离,具备内太阳系天体高精度主动观测能力,将高分辨率观测近地/主带小行星、月球、金星、火星、木星等。

遵照南仁东的遗愿,丧事从简,不举行追悼仪式。他的离开,也如他生前一般低调。

2019年4月30日,省气象局与民航贵州空管分局签订《2019年贵州省人影作业保障协议》;