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贵州超级天眼今启用 有人在月球上打电话它都能看到

2016年9月25日,今天,有着“超级天眼”之称的世界最大单口径射电望远镜----500米口径球面射电望远镜在贵州平塘的喀斯特洼坑中落成启用,将在未来10年至20年保持世界一流设备的地位,为我国乃至世界各国的科学家探索宇宙深空的奥秘提供天文利器。在我国500米口径球面射电望远镜整体工程完工之际,科研人员近日通过一次试验性观测,成功接收到来自1351光年外一颗脉冲星发出的脉冲信号,这是该射电望远镜进行试验性观测以来,接收到的质量最好的一组电磁波信号。

应用价值

探索宇宙起源 寻找地外文明

1609年,意大利科学家伽利略用自制的天文望远镜发现了月球表面高低不平的环形山,成为利用望远镜观测天体第一人。

400多年后,代表中国科技高度的大射电望远镜,将首批观测目标锁定在直径10万光年的银河系边缘,探究恒星起源的秘密,也将在世界天文史上镌刻下新的刻度。

500米口径球面射电望远镜就像一个巨型的卫星信号接收天线,坐落在贵州县克度镇的“大窝凼”山间。大射电望远镜由4000多块反射面板组成,总面积约25万平方米,相当于30个足球场大,周围还建有6个钢架塔,犹如一口大锅放在崇山峻岭中。

FAST作为一个多学科基础研究平台,为科学家提供了一个强大的探测无线电波的一个工具,在国家重大需求方面具有重要应用价值。主要有三个方面的科学目标:1.它具有强大的灵敏度,能接收到137亿光年外的电磁信号,接近于宇宙的边缘;2.巡视宇宙中的中性氢和观测脉冲星。前者是研究宇宙大尺度物理学,以探索宇宙起源和演化;还将观测脉冲星,研究极端状态下的物质结构与物理规律,甚至可以搜索星际通讯信号,开展对地外文明的探索。中国科学院国家天文台研究员、500米口径球面射电望远镜工程副经理彭勃表示,它能看到更远、更暗弱的天体,通过探测星际分子、搜索可能的星际通讯信号,寻找地外文明的几率比现有设备提升了5至10倍。“针对大众十分关心的500米口径球面射电望远镜能否用于寻找地外文明,答案是肯定的。”3.FAST未来将有能力把中国中性氢观测能力从地球同步轨道延伸至太阳系外缘,将深空通讯数据下行速率提高100倍,观测暗物质和暗能量,寻找第一代天体等其他一些的应用。射电望远镜诞生至今,人类发现约2500颗脉冲星,它们全部位于银河系内。科学家们将中国大射电首批观测目标锁定在银河系外,希望依靠其超群的灵敏度搜寻河外星系的脉冲星。中科院国家天文台台长严俊表示:“发现更多脉冲星,从脉冲星中遴选出脉冲信号稳定的毫秒级脉冲星,将来有望应用于空间飞行器导航领域。”

打造旅游天文小镇 推动当地经济发展

生态方面是这样的。望远镜的反射面板可以看到它上面透了很多孔,这个孔透孔率达到50%以上,完全可以把雨水、阳光透过去,所以地面的植被还可以照样去生长,对环境保护很有利。

FAST的建设使边远闭塞的黔南喀斯特山区变成世人瞩目的国际天文学术中心,成为把贵州展现给世界的新窗口。黔南州还将在平塘县克度镇配套建设天文体验中心、天文教育园等项目,积极打造旅游天文小镇,推动当地经济发展。

观测成果

收到1351光年外脉冲星信号

从9月中旬以来,工程科研人员便开始对500米口径球面射电望远镜进行试验性观测工作。在9月17日的一次观测中,该望远镜成功接收到了一组来自遥远宇宙的高质量脉冲星信号。这组信号是FAST投入试观测以来,接收到的性噪比最高的电磁波信号。从获取的频率相位图中,科研人员计算出这颗脉冲星与地球的距离。中科院国家天文台副研究员钱磊表示,此次观测得到的最好的脉冲星数据是J1921+2153这颗星的数据。这是一颗位于1351光年以外的一颗脉冲星,意思是,现在接收到的这些电磁波大约是1351年以前发出的。由于脉冲星在自转时速度会逐渐变慢,其转动快慢之间的能量差就会转化为辐射,从而被FAST望远镜所接收。因此科研人员就能推断出这颗脉冲星与地球之间的距离。

这组信号的获取,有利于科研人员进一步分析FAST望远镜的性能指标及后续的调试。这样的试观测和调试将在未来的一段时间内持续进行,直到望远镜达到最佳的性能指标。

发展前景

我国打造立体化“天眼”集群

今天,500米口径球面射电望远镜在贵州正式投入使用,吸引着世界目光。望远镜“锅盖”越大越灵敏,500米的“超级天眼”究竟有多灵敏?科学家打了个比方,有人在月亮上用手机打电话,也逃不过它的“眼睛”。

近年来我国陆续建成5座射电望远镜,口径从25米到65米不等。不过,与美国的305米口径和德国100米口径射电望远镜相比,我们的射电望远镜观测能力还比较有限。“500米口径球面射电望远镜建成,将为我国天文学跻身世界一流创造条件。”中科院国家天文台台长严俊表示。

按计划,500米口径球面射电望远镜将和我国其他5座射电望远镜组成“天眼”群——甚长基线干涉测量网,并主导国际射电领域的低频测量网,从而更好地获取天体超精细结构。

未来5至10年,大射电等项目只是我国大望远镜建设浪潮的前浪。据严俊透露,中国12米光学红外望远镜已初步通过专家评审,有望于“十三五”规划期间立项。目前,我国最大的光学望远镜是位于云南丽江的2.4米光学望远镜,与国际上领先的西班牙10.4米光学望远镜、美国10米光学望远镜和日本8米光学望远镜等仍有较大差距。12米光学红外望远镜建成后将为暗能量本质、引力波源光学认证和研究、太阳系外类地行星探测、超大质量黑洞、第一代恒星等前沿科学问题提供在国际上有竞争力的观测平台。有红外望远镜,就有紫外望远镜和X射线望远镜,我国正计划把望远镜家族的基地拓展到空间领域。

今年年底,我国将发射自主研制的硬X射线调制望远镜卫星,它可以进行宽波段大天区X射线巡天成像,具有独特的观测黑洞、中子星等高能天体多波段X射线快速光变的能力,并可以监视天空的高能爆发现象。

立体化作战的望远镜集群,不仅将大幅提升我国在天文科学与技术方面的自主创新能力,还能广泛应用于导航、定位、航天、深空探测等领域。

新闻延伸

诺奖得主“点赞”中国“天眼”

从射电望远镜到脉冲星,从引力波到虫洞理论……美国物理学家、诺贝尔奖得主约瑟夫·泰勒昨天在贵阳市第一中学的报告厅里,与贵阳多所中学的学生畅聊起神秘的宇宙时,总是提到一个关键词——FAST。

FAST是500米口径球面射电望远镜的英文简称。这个目前世界上最大的单口径射电望远镜坐落于贵州省黔南州平塘县克度镇。早在42年前,泰勒先生在FAST的“前辈”、美国阿雷西博望远镜的帮助下,与另一学者共同发现了脉冲双星系统,继而利用该望远镜进行长期观测,为引力波的存在提供了坚实的证据,于1993年获得诺贝尔物理学奖。如今,他将见证在各方面全面超越阿雷西博望远镜的FAST正式“开眼”。“我要向FAST的建设者们表示祝贺,他们按期建成了世界上最大、最灵敏的设备。”泰勒先生说,“我预计FAST将会带来许多新的、重要的科技成果,我非常期待看到这些成果。”约瑟夫·泰勒表示,FAST将提升中国民众对太空探索的热情,使更多的人走近科学,也将使中国在全球科技领域占据更重要的席位。

中科院国家天文台副台长郑晓年表示,FAST突破了射电望远镜的百米极限,它拥有30个足球场大的接收面积,比德国波恩100米望远镜灵敏度提高约10倍,比美国阿雷西博望远镜综合性能提高约10倍。它将在未来20至30年保持世界一流设备的地位。FAST将可能搜寻到更多的奇异天体。

国家天文台研究员、FAST工程副经理彭勃告诉记者,FAST已经吸引了众多国外科学家,他们纷纷表达了合作的意愿。“以前,很多中国科学家去海外进行研究。现在有了FAST,老外们都想来中国。”

本文来源:北京晚报-北晚新视觉网 据新华社 央广 央视

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