不僅能看得遠,還能看得清——“中國天眼”核心陣試驗樣機開工建設意味著什麼?
新華社貴陽9月25日電 題:不僅能看得遠,還能看得清——“中國天眼”核心陣試驗樣機開工建設意味著什麼?
新華社記者歐東衢、鄭明鴻、楊欣
25日,“中國天眼”迎來落成啟用8週年紀念日。在距離“中國天眼”不到3公里的一處山頭上,一台40米級的射電望遠鏡(核心陣試驗樣機)正在進行吊裝。
中國科學院國家天文臺副臺長姜鵬説,計劃利用“中國天眼”周圍5公里內優異的電磁波環境,建設24台40米口徑射電望遠鏡與FAST組成核心陣。
2024年2月26日拍攝的“中國天眼”(維護保養期間使用物理濾鏡拍攝)。新華社記者 歐東衢 攝
“中國天眼”全稱500米口徑球面射電望遠鏡,英文縮寫為FAST,是我國獨立自主設計並建造的世界最大的單口徑射電望遠鏡。2020年1月,“中國天眼”通過國家驗收並正式開放運作。
圖為“中國天眼”工作模擬圖。(受訪者供圖)
2017年10月,“中國天眼”宣佈發現首批新脈衝星,這是中國人首次利用自己獨立研製的射電望遠鏡發現脈衝星。今年4月17日,中國科學院國家天文臺FAST運作和發展中心對外宣佈,“中國天眼”發現的新脈衝星數量突破900顆,是同時期國際上其他望遠鏡發現脈衝星總數的3倍以上。
姜鵬介紹,“中國天眼”能“多出成果”“出好成果”,既離不開相關團隊的不懈努力,也與其性能優勢有關,“‘中國天眼’在靈敏度上優勢明顯”。
既然好成果頻出,且性能優勢明顯,為何還要建設FAST核心陣?
答案是:未雨綢繆,持續保持“中國天眼”在靈敏度上的領先優勢,同時彌補解析度不足的先天缺陷。
據了解,在全球範圍內,國際大科學工程平方公里陣列第一階段(SKA1)、美國的下一代甚大陣(ngVLA)等多個射電望遠鏡陣列均在建設之中。
國際大科學工程平方公里陣列計劃于2029年完成第一階段建設任務,美國的下一代甚大陣計劃2035年完工。
姜鵬介紹,靈敏度和解析度是決定射電望遠鏡競爭力的核心指標。“中國天眼”靈敏度高但解析度不足,上述射電望遠鏡陣列建成投用後,“中國天眼”可能會逐漸喪失在靈敏度上的優勢,其解析度不足的先天缺陷也會被放大,將面臨巨大挑戰。如果稍有鬆懈,中國天文學家就可能“失守”射電波段視野的最前沿。
困境當前,修建FAST核心陣,便是破局之策。
圖為核心陣建成效果模擬圖。(受訪者供圖)
“單靠‘中國天眼’觀測宇宙,就像是用‘粗頭鉛筆’給天體畫像,而FAST核心陣建成投用的話,相當於用高解析度的‘數位相機’拍攝遙遠的星空。”姜鵬説,FAST核心陣建成後,將大幅提高“中國天眼”的“視力”,讓其不僅能看得遠,還能看得清。
FAST核心陣的建設,還將進一步提升“中國天眼”的靈敏度優勢和優良成圖能力,聚焦極端緻密天體的起源與演化等當前天文學最前沿的科學問題,有望在時域天文、宇宙的成分與演化和引力波暴等研究領域取得突破性成果。
“只有充分發揮重大科技基礎設施創新效能,不斷加強‘從0到1’的基礎研究,取得更多原始創新成果,才能搶佔國際科技競爭的制高點。FAST核心陣的規劃正是對搶佔科技制高點的響應,可以有效補齊FAST在解析度和成像方面的短板,提前挖掘時域天文等基礎研究領域的科學潛力。”中國科學院院士陳仙輝説。
姜鵬説,如果只把“中國天眼”當成一個望遠鏡、一台監測設備,現在已經達標了。但要維持其世界領先的地位,就不能停止創新。