7月3日,中科院国家天文台主持建设,位于贵州省平塘县大窝凼洼地的世界最大单口径射电望远镜——米口径球面射电望远镜FAST完成最后一块反射面单元的吊装,“天眼”竣工!

FAST是什么?

  FAST的英文全称为“Five-hundred-meterApertureSphericalradioTelescope”,汉语即“米口径球冠状主动反射球面射电望远镜”。作为我国重要的大科学装置,FAST是“十一五”国家重大科技基础设施建设项目,旨在建造世界第一大单口径射电望远镜,以实现大天区面积、高精度的天文观测。根据建设规划,FAST将被应用于寻找和研究宇宙中的脉冲星等方面。专家介绍,脉冲星就像天体物理实验室,可以研究一些特殊天体物理和宇宙演化现象。如果发现脉冲星与黑洞组成的双星系统,科学家可以利用脉冲星去研究黑洞周围时空。此外,脉冲星也是非常精准的时钟,对于深空探测具有重要意义。

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独门绝技一:大口径看得远

  射电望远镜最重要的指标参数就是灵敏度。灵敏度越高,望远镜探测微弱无线电的能力越强。而要想提高灵敏度,就需要扩大射电望远镜的口径。FAST的口径达到了世界之最——米。理论上说,FAST能接收到亿光年以外的电磁信号,这个距离接近于宇宙的边缘。

  年前人类第一架天文望远镜的口径仅有4.2厘米,FAST的口径是它的倍。与号称“地面最大的机器”的德国波恩米望远镜相比,FAST的灵敏度提高约10倍;与被评为人类20世纪十大工程之首的美国阿雷西博米望远镜相比,其综合性能提高约2.25倍。作为世界最大的单口径望远镜,FAST将在未来20-30年保持世界一流设备的地位,成为望远镜家族的掌门人。

独门绝技二:灵活自如的巨眼

  根据FAST的工作原理,当它观测天体时,会随着天体的方位变化,在其米的球冠状主动反射面上实时形成一个米直径的瞬时抛物面,并通过这个米的抛物面来汇聚电磁波。

形象地来说,如果把FAST比作一只巨大的眼睛,那么这只巨眼的眼球直径就有米,而负责接收光线的眼珠直径就有米。FAST就是靠这个巨大灵活的眼珠来汇聚电磁波、观测深空。

独门绝技三:毫米精度

  FAST的设计目标,是把覆盖30个足球场的信号,聚集在药片大小的空间里,否则,就无法监听到宇宙中微弱的射电信号。米的结构,处处都是头发丝般毫米级的精度要求。用来编织索网的多根手臂般粗细的钢缆,每一根的加工精度都被控制在一毫米以内;最终的米口径的天线精度是三个毫米,每一块小面板的制造精度是1.5个毫米。

独门绝技四:深空猎手

  首先,FAST能够冲出银河系,寻找新星,特别是快速旋转、密度极高的脉冲星,FAST期望第一年就找到50-80颗银河系外的脉冲星。FAST还可能观察到早期宇宙的蛛丝马迹——中性氢云团的运动,掌握星系之间互动的细节,揭秘宇宙的起源和演化。类似的道理,FAST还能监听到一些太空有机分子发出的独特电磁波,搜索可能的星际通讯信号和外星生命。寻找外星生命是所有望远镜的使命之一,也是科幻爱好者们   美国阿雷西博射电望远镜位于波多黎各岛上的一座天然火山口当中,是目前世界上已建成的、最大单口径球面射电望远镜,其反射面口径为米,曾出现在“”系列电影中。波多黎各岛位于赤道附近,这个位置对于跟踪和观测行星、脉冲星和其他天体十分理想。

阿塔卡玛大型毫米波天线阵(ALMA)

  阿塔卡玛大型毫米波天线阵位于智利北部的查南托高原,由64面口径为12米的射电天线组成,是多个国家的研究机构合作建造的大型射电望远镜阵列。这里海拔五千多米,是地球上气候最干燥的地区之一,非常适合毫米波天文观测。

德国埃菲尔斯伯格射电望远镜(Effelsberg)

  埃菲尔斯伯格射电望远镜是目前世界上最大的全可动射电望远镜之一,位于德国波恩市西南方向约40千米的一个山谷中。这台望远镜的观测波段很宽,从90厘米到3毫米。其灵敏度和分辨率较高,率先在毫米波段观测到脉冲星的辐射,在射电星系、活动星系核、星际分子等的观测中也有上乘结果。

澳大利亚平方公里阵列射电望远镜

  澳大利亚平方公里阵列射电望远镜(ASKAP)位于澳大利亚的默奇森地区,由36架碟形天线组成,每架天线的直径为12米。这一区域没有其他无线电信号干扰,可以清楚地接收到来自宇宙的信号。

中国上海佘山65米口径射电望远镜

  中国上海佘山65米口径射电望远镜,是目前亚洲最大的可转射电望远镜,其主反射面面积达到了平方米,综合性能为亚洲第一、世界第四。它可以观测到多亿光年以外的天体,在我国的嫦娥探月工程、火星探测等一系列重要的深空探测任务中都有它的身影。

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内容来源:人民日报客户端、腾讯太空

本期编辑:张永群、周梦爽

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