超级天眼锁定银河系边缘 观测目标直径达10万光年

我要评论 来源:新华社   发表日期:2016-10-27 15:53:00   [0人评论]


平塘500米口径球面射电望远镜
 
    今日,有着“超级天眼”之称的500米口径球面射电望远镜将在贵州平塘的喀斯特洼坑中落成启用,吸引着世界目光。
 
    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。

    跻身世界一流的突破口
 
    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,有人在月亮上打手机,也逃不过它的“眼睛”。
 
    我国天文学长期落后,主要受制于望远镜设备。二战后射电天文学方兴未艾,接连涌现类星体、脉冲星、星际分子和微波背景辐射四大天文发现,而我国在这一领域却长期处于空白状态。
 
    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。
 
    “天文设备按国际惯例都是开放的,但中国人要独立申请使用国外望远镜比较难。国内外设备差距比较大,缺乏平等合作的基础。”国家天文台“百人计划”研究员、500米口径球面射电望远镜工程科学部主任朱明说,只有走自主研制之路,才可以扭转这一局面。
 
    “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。
 
    国家天文台射电天文研究部首席科学家、“千人计划”专家李菂说,中国大射电在很多领域都具备超强的能力:发现气体星系有望在过去的基础上提高10倍,发现的脉冲星数量有望翻倍,有望发现新的星际分子……
 
    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。
 
    “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。”严俊说,目前国内外相关研究都处于概念阶段。
 
    “天眼”联网洞穿迷雾
 
    仅有500米口径球面射电望远镜还远不够,从某一点看宇宙,视野有限,望远镜要形成阵列才能发挥更强威力。
 
    “大射电擅长的观测频率是中低频,而高频的亚毫米波、毫米波领域也需要更强的望远镜,才能形成比较完备的观测体系。”朱明解释说。
 
    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。
 
    严俊说,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。
 
    射电天文学的“黄金时代”
 
    为了建造500米口径球面射电望远镜,我国天文学家等待了22年,研究和建设团队也从1994年以南仁东、彭勃为核心的5人小组扩展至上百人。
 
    自主创新的同时,我国还参与多个国际合作的望远镜项目,包括世界上正在研制的两套新一代巨型望远镜——30米光学望远镜和平方公里阵射电望远镜。
 
    30米光学望远镜拼接主镜将具备9倍于当今最大望远镜的集光能力,它的探测深度将是现有望远镜的10至100倍。
 
    平方公里阵射电望远镜项目由两套先进的望远镜设备构成,一套是位于南部非洲的蝶形天线阵,另一套是位于澳大利亚的低频孔径阵列。它们将被科学家用来观测宇宙“黑暗时代”,并搜寻地外文明的蛛丝马迹。
 
    中科院国家天文台副台长郑晓年说,天文学研究和天文设施都是开放的,先进的天文设施建起来了,就需要优秀的研究团队。国家天文台正千方百计吸引国内知名专家和学者,利用大射电等先进望远镜开展前沿科学和应用技术的研究,争取早出成果。
 
    关键技术无先例可循、关键材料急需攻关、核心技术遭遇封锁……从预研到建成的22年时间里,我国老中青三代科技工作者克服了不可想象的困难。“未来20年是射电天文乃至天文学的‘黄金时代’,不断增强的科技创新力,让我们拥有向宇宙更深处探索、实现前沿科学领域突破的信心。”中科院国家天文台500米口径球面射电望远镜工程副经理彭勃说。