中國天眼:在射電天文領(lǐng)域領(lǐng)先世界20年
是什么,讓中國在射電天文領(lǐng)域從遠遠落后到領(lǐng)先世界20年?是中國天眼。坐落在貴州省平塘縣大窩凼,是目前世界上最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡,一個(gè)妥妥的大國重器。
最遠能探測137億光年之外,靈敏度比德國高10倍,比美國高3倍,甚至“你在月球上打電話(huà),這里能聽(tīng)得清清楚楚”。為了鑄就這口“大鍋”,天文學(xué)家南仁東耗盡了一生心血。最終,中國天眼開(kāi)了“眼”,他卻永遠閉上了眼。
令人欣慰的是,無(wú)論是在調試期間,還是正式投入運行,中國天眼的表現沒(méi)有讓人失望。而今,越來(lái)越多的科學(xué)家接力呵護中國天眼,讓其表現越來(lái)越亮眼。
一個(gè)人和他的22年
“別人都有自己的大設備,我們沒(méi)有,我挺想試一試。”南仁東說(shuō)這話(huà)的時(shí)候是1993年。那一年,中國射電望遠鏡的口徑只有25米,而早在1963年,美國就已經(jīng)擁有350米口徑的阿雷西博射電望遠鏡。
抱著(zhù)這個(gè)樸素的念頭,從1994年開(kāi)始,南仁東和他的團隊踏上了漫漫征程。他們要建造的,是一個(gè)世界上最大的射電望遠鏡。
這在當時(shí),被認為是一項不可能實(shí)現的任務(wù)。從選址開(kāi)始,就像打怪升級一般,南仁東克服了一個(gè)又一個(gè)的困難。最終,在貴州平塘,南仁東找到了一個(gè)地球上獨一無(wú)二、最適合建設射電望遠鏡的臺址。
這是從全國成千上萬(wàn)個(gè)候選洼地里挑選出來(lái)的,可謂萬(wàn)里挑一。光選址和研究,南仁東就花了13年的時(shí)間。
選址難,立項難,建設難上加難。南仁東和團隊解決了一個(gè)又一個(gè)的難題,而這些難題在全世界幾乎都沒(méi)有經(jīng)驗可以借鑒,只能埋頭開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)。
“如果沒(méi)成功,我怎么交代?欠了國家的、鄉親的,我有退路嗎?”沒(méi)有退路的南仁東,把心思全放在了中國天眼的建設現場(chǎng),他親力親為,耗盡心血。
2016年9月25日,中國天眼建成。南仁東用自己人生中的22年,鑄就了一個(gè)大國重器。2017年9月15日,他卻永遠閉上了雙眼。真是“古有十年磨一劍,今有廿載鑄天眼”。
224顆脈沖星和5000個(gè)工作機時(shí)
進(jìn)入調試期后,中國天眼表現令人驚艷。
一般情況下,國際上傳統大型射電望遠鏡的調試周期不少于4年,但中國天眼提前完成了調試任務(wù),整體性能穩定可靠,并在調試階段取得了一批有價(jià)值的科學(xué)成果。其中,探測到146顆優(yōu)質(zhì)的脈沖星候選體(102顆得到認證),實(shí)現了目前國際最高精度的脈沖星測時(shí)觀(guān)測,并找到一例新的重復性快速射電暴,這些成果為利用脈沖星計時(shí)陣探測低頻引力波提供了重要條件。同時(shí),中國天眼還實(shí)現了偏振校準,并利用創(chuàng )新方法探測到銀河系星際磁場(chǎng)。
正因為主要性能指標達到了國際領(lǐng)先水平,今年1月份,中國天眼通過(guò)了國家驗收,正式投入運行。
不過(guò),在正式投入運行不久,中國天眼即遭遇疫情沖擊。為了確保中國天眼觀(guān)測不停擺,運營(yíng)團隊制定觀(guān)測計劃,20多名科研人員堅守在觀(guān)測現場(chǎng),克服了疫情帶來(lái)的種種不便,有的一待就是兩個(gè)月。這期間,中國天眼完成觀(guān)測時(shí)長(cháng)達1000多小時(shí),多項觀(guān)測任務(wù)提前完成。
“它超出了我的預期,現在每天可以保證20個(gè)小時(shí)左右的觀(guān)測時(shí)長(cháng)。”針對中國天眼正式運行以來(lái)的情況,總工程師姜鵬表示,觀(guān)測時(shí)長(cháng)是科學(xué)產(chǎn)出的重要保障,原以為要達到5000個(gè)工作機時(shí)的話(huà),至少需要3至5年,沒(méi)想到今年就做到了。“這需要很好的可靠性。”
截至9月中旬,中國天眼發(fā)現的脈沖星已達224顆。在探測脈沖星領(lǐng)域,中國天眼已經(jīng)達到國際上的絕對一流水平。
目前,中國天眼已經(jīng)啟動(dòng)了脈沖星測時(shí)陣列、漂移掃描多科學(xué)目標巡天等5個(gè)重大和優(yōu)先項目。未來(lái)3至5年,中國天眼的高靈敏度將有可能在低頻引力波探測、快速射電暴起源、星際分子等前沿方向取得突破。(來(lái)源:科技日報)
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