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楊振寧點讚的「中國天眼」FAST 有何玄妙之處?


- 2017年11月18日08時26分
- 科學文摘 / 新京報政解

新京報政解

楊振寧點讚的「中國天眼」FAST 有何玄妙之處?圖片

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新京報快訊(記者王俊)近日,著名物理學家、中國科學院院士、諾貝爾物理學獎獲得者楊振寧到貴州平塘訪問參觀「中國天眼」FAST。楊振寧說:「『中國天眼』是世界最先進的特殊設備,這將會對世界天文學持續做出非常大的貢獻,我希望在十年、十五年之內,通過『中國天眼』的觀測,能聽到非常重要的天文學術發現的好消息從這個地方出來。」

那麼,這個被楊振寧稱為「世界最先進的特殊設備」究竟有何特殊之處,目前工作進展如何?

世界最大、最靈敏射電望遠鏡

FAST是500米口徑球面射電望遠鏡簡稱,由我國天文學家南仁東於1994年提出構想,歷時22年建成,於2016年9月25日在貴州省黔南州平塘縣落成啟用。FAST是由中國科學院國家天文台主導建設,具有我國自主智慧財產權、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡,其接收面積相當於30個足球場大小。

據中國科學院國家天文台、西澳大學國際射電天文研究中心在讀博士劉博洋介紹,FAST望遠鏡與美國阿雷西博望遠鏡,是世界上唯一利用喀斯特地貌中的天然盆地修建的超大口徑射電望遠鏡。在FAST落成前,阿雷西博望遠鏡已獨霸世界最大口徑射電望遠鏡寶座50多年。

但阿雷西博望遠鏡主鏡面為完全固定的球面,成像是不完美的,為了對像差進行改正,它的饋源艙本身需要對信號做二次、三次反射,複雜的光路使其非常笨重:它重達500多噸。


「而FAST的主鏡面採用了主動面技術,每一塊面板都可以在促動器的驅動下上下運動,把鏡面從初始的球面形靈活地變成拋物面型,通過主鏡的主動變形來實現對天體的跟蹤,同時實現對像差的改正。所以FAST望遠鏡的饋源艙外觀非常簡潔,沒有複雜的懸架結構,只要用6根柔性索吊著就可以。」劉博洋表示。

靈敏度方面,FAST與號稱「地面最大機器」的德國波恩100米望遠鏡相比,靈敏度提高了約10倍;與阿雷西博射電望遠鏡相比,FAST的綜合性能也提高了約10倍。「假設你在月球上打電話,FAST可以探測到你的信號。」中國科學院國家天文台「FAST」項目總工藝師王啟明接受採訪時曾表示。

已探測到超20個優質脈衝星候選體

據了解,2016年9月竣工以來,FAST在調試期間探測到數十個優質脈衝星候選體,目前一共有6顆通過認證。

FAST所見最先被確認的兩顆脈衝星,一個發現於8月22日晚上,另一個在8月25日晚上。


這是我國天文望遠鏡首次發現脈衝星。自1967年發現第一顆脈衝星以來,過去的50年里,人類發現的脈衝星家族有2600多個成員了,FAST讓脈衝星家族有了「中國星」。

最先被確認的兩顆脈衝星,中國科學院國家天文台的科學家根據觀測數據製作出了它的聲音效果,已於10月10日公布,讓世人得以聆聽到這來自宇宙深處的「心跳」。

未來將做多科學目標同時掃描巡天

「『天眼』實際上只是落成,並沒有啟用,對大科技工程來講,產品設計、施工都有特殊要求,就是建成後一定要做調試,國際上也是這樣。大的射電望遠鏡,都必須經過2~3年的時間來調試,才能達到真正的使用要求。」FAST工程台址與觀測基地系統總工程師朱博勤近日接受採訪時表示。

不過,截至目前,還在調試階段的FAST已經積累了700個小時的試觀測時長,已提前超額完成了本年度的試觀測任務。

國家天文台射電天文研究部首席科學家、FAST副總工程師李菂曾表示,接下來科學家將在FAST上安裝多波束接收機,做多科學目標同時掃描巡天,即在一次掃描中,同時獲取脈衝星、天體譜線、快速射電暴等數據進行分析。通過這一獨創的技術與方法,科學家預期可以找到超過千顆脈衝星、十萬多個星系以及幾十個快速射電暴以及宇宙微波雷射源。


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