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观天巨眼FAST:让中国射电天文领先世界二十年

2021-06-11北京新闻网编辑:北京新闻网浏览:


  观天巨眼FAST:让中国射电天文领先世界二十年

  它能看穿130多亿光年的区域。作为世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜,“中国天眼”大大拓展了人类视野,对促进我国天文学现重大原创突破具有重要意义。

  ◎本报记者 何星辉

  实 习 生 周泓汛 张 华  

  紧闭的电动门,挡住了去路,“正在观测”的警示牌格外醒目。这是贵州平塘大窝凼——“中国天眼”所在地。

  谁能想到,20多年前,这里还是一个人迹罕至的地方。而今,大山环抱之下,一个“观天巨眼”静卧在大窝凼里,仰望苍穹,以“一眼千年”的神技独步世界。

  “中国天眼”的学名是500米口径射电望远镜(FAST),其发射面积相当于30个标准足球场那么大。如果在里面倒满矿泉水,全世界70亿人平均每人可分4瓶。

  作为目前世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜,它将让中国在射电天文领域领先世界20年。从跟跑到领跑,这背后,是中国不断崛起的科技力量。

  造“锅”:历时22年建成观天巨眼

  意大利天文学家伽利略首次发明了望远镜,把宇宙拉近到人类面前。射电天文学则让人认识到另外一个全新的世界,一个不能由人的感官所感受的全新世界。

  20世纪30年代,射电天文学兴起。继美国工程师央斯基发现了发射自银河系中心的无线电波后,美国科学家格罗特·雷伯在自家后院架起专门的天线,用以探测来自天空的射电,被星际尘埃遮蔽的广阔太空世界,第一次为人们所认识。而后,类星体、脉冲星、星际分子和微波背景辐射这四大天文发现,让射电天文学迅速崛起。

  不过,射电天文学与其他学科的重大不同之处,就在于它是以观测为基础的学科。观测直接依赖于技术,射电望远镜口径越大,观测的灵敏度就越高。

  1993年,在日本东京召开的国际无线电科学联盟大会上,与会科学家提出,要在全球电波环境恶化到不可收拾之前,建造新一代射电“大望远镜”。时任中国科学院北京天文台副台长的南仁东坐不住了,他向同事提出:“我们也建一个吧!”

  南仁东所设想的,是一个500米口径的超级射电望远镜。但是,当时世界上最大的射电望远镜——阿雷西博射电望远镜,口径也才305米。相比之下,当时中国最大的射电望远镜口径不到30米,不管是技术还是设备都非常薄弱。

  在很多人看来,南仁东的想法简直是天方夜谭。但他并非一时头脑发热。多年来,在观测上依赖外国射电望远镜窘境,让他太想拥有属于中国自己的超级望远镜。

  选址、论证、立项、建设,哪一步都不容易。

  为了给“大望远镜”安家,科学家们通过卫星遥感把贵州喀斯特山区翻了个遍。南仁东从200多张遥感图像里,挑选出所有接近圆形的洼地,然后闷着头钻进贵州的大山里,最终将目标锁定在了贵州平塘的大窝凼里。从1994年启动选址,至此已经过去了12年。

  “中国天眼”的建设,是一个史无前例的超级大工程,涉及天文学、力学、机械工程和岩土工程等各个领域,每一个领域几乎都是开创性的工作,国际上没有成熟的经验可以借鉴,南仁东带领他的团队一步一个脚印,终究踏平坎坷成大道。

  2016年9月25日,“中国天眼”建成。

  坚守:科研“铁军”托举大国重器

  2017年10月,中国科学院国家天文台对外公布,“中国天眼”发现2颗新脉冲星,距离地球分别约4100光年和1.6万光年。

  这是我国射电望远镜首次发现脉冲星,距“天眼之父”南仁东病逝不到1个月。南仁东真正走进大家视野,是他去世前在央视那一次,他用孱弱沙哑的声音缓缓说出那一句:“FAST是全世界最先进、灵敏的射电望远镜,将探索宇宙百亿光年的微弱信号。”

  为了铸就这口“大锅”,南仁东耗尽了一生心血。最终,“中国天眼”开了“眼”,他却永远闭上了双眼。但是,他为中国射电天文学开启了一个10年至20年的“黄金期”。

  令人欣慰的是,无论是在调试期间,还是正式投入运行,“中国天眼”的表现没有让人失望。

  截至目前,“中国天眼”已发现脉冲星逾370颗,并在快速射电暴等研究领域取得系列重大突破,是当之无愧的“世界第一”。

  FAST中心常务副主任、总工程师姜鹏说,“中国天眼”背后,是一支托举起大国重器的科研“铁军”,面对恶劣的自然环境和零起步的科研项目,FAST团队20多年如一日,默默坚守,攻坚克难。

(来源:北京新闻网)

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