射电天文望远镜的进步(射电天文望远镜简笔画)

观测服务超过5200个机时,超过预期目标近2倍;累计发现脉冲星超过240颗;基于观测数据发表的高水平论文达到40余篇……这是被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST)自建成以来取得的成绩。

11月4日,中国科学院国家天文台举行发布会介绍,“中国天眼”运行稳定可靠,取得一系列重大科学成果。其中,“中国天眼”的快速射电暴研究成果近日陆续发表于国际科学期刊《自然》杂志。“中国天眼”的顺利运行,使得我国相关科研团队迅速成为国际快速射电暴的核心研究力量。

戈登·佩滕吉尔利用阿雷西博望远镜提出了一个关于水星旋转的理论。1964年,佩滕吉尔利用射电望远镜推理,得知水星的真正公转周期是59天。此前人们认为水星的公转周期为88个地球日,这一发现开启了水星的新研究。人们发现,水星每绕太阳转两周,就会自转三周。

1989年,阿雷西博望远镜发现了一颗名为“4769卡斯塔利亚”的小行星。早在射电望远镜发现小行星之前,科学家们就已经发现了小行星,但这是科学家们第一次使用技术来绘制小行星的图像。多亏了雷达成像技术,斯科特·哈德森和史蒂文·奥斯特罗得以建立花生形状的卡斯塔利亚的三维模型。

系外行星是一个相对较新的词,用来描述绕着太阳以外的恒星运行的行星体。这个词是太阳系外行星的集合词。天文学家认为这些行星是围绕上述脉冲星运行的,脉冲星距处女座大约有2300光年。最里面的行星公转周期为67天,最外面的为98天。有可能存在第三颗行星,它离脉冲星更远,公转周期大约为360天。

信使号第一次飞近探测水星的彩色增强图像。

“FAST已经到了‘多出成果、出好成果’的阶段,中国天文学家将用好这一观天利器,将中国天文学推向世界前沿。”科研团队透露,FAST计划再用八到十年时间“把银河系看穿”。今年,FAST正在考虑向全国中小学生征集探索宇宙的课题,并拿出1%的宝贵机时,帮助他们实现科学梦想。

格罗特·雷伯,出生于1911年。他曾经以无线电操作员的角色,辗转于不同的无线电公司(有点类似今天辗转于不同互联网公司的程序员们)。

2019年4月10日,全球首张黑洞M87影像对外公布,天马望远镜便参与了其中部分协同观测任务,观测参数作为重要参考,被写入了当期刊发在《天体物理学杂志通讯》的六篇论文当中。

双星脉冲星是指附近有白矮星或中子星的脉冲星,它们围绕脉冲星运行以平衡脉冲星的质量和引力方向。

2020年5月20日,我国火星探测任务的首席科学家万卫星去世,临终时还念念不忘,遗憾自己看不到天问一号发射升空的画面。

遗憾

格罗特.雷伯芝加哥郊区家中的望远镜

央斯基期翼的射电望远镜终由后辈建成

为继续深入调查这个来自遥远星域的神秘信号,央斯基建议贝尔实验室建造直径达30米的抛物面型天线。但由于这个来自宇宙深处的微弱信号并不会干扰跨洋通信,贝尔实验室拒绝了他的提议,将他转到了其他项目中。

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。

2020年4月,“中国天眼”观测时间分配委员会开始向国内天文界征集自由申请项目,目前已经接到170余份申请,申请的总时间约5500个小时,实际批准1500个机时,只有30%能得到支持。可见,“中国天眼”观测时间竞争相当激烈。

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。

快速射电暴的研究只是一个缩影。“随着性能的提升,‘中国天眼’科学潜力逐步显现。”常进指出,“中国天眼”的超高灵敏度使其在射电瞬变源方面具有重大潜力,有望在短时期内实现纳赫兹的引力波探测、捕捉到宇宙大爆炸时期的原初引力波,为研究宇宙大爆炸原初时刻的物理过程提供数据支撑。同时,它还有能力将我国深空探测及通信能力延伸至太阳系边缘,满足国家重大战略需求。

1992年1月9日,天文学家亚历克斯·沃尔兹森和戴尔·福莱尔发现了系外行星,它们围绕着一颗名为PSR 1257+12的脉冲星运行。和这个列表上的大多数发现一样,它发生在波多黎各的阿雷西博天文台。系外行星是存在于太阳系之外的行星。这些被发现的系外行星大约是我们的行星的四倍大,它们围绕脉冲星的分布比例与水星、金星和地球围绕太阳的分布比例非常相似。

清华学子姚蕊攻读研究生阶段便进入FAST项目组,如今已成长为FAST中心机械组组长。在FAST建设期间,她探索解决FAST馈源舱超重问题的创新方法,最终摒弃多年圆柱体形状的设计方案,创造性研制了现在的“钻石三角形”馈源舱。

在星辰大海中不懈求索,中国天文学家们最渴望的是,探索宇宙的梦想种子能在更多中小学生心中生根发芽。在昨天的新闻发布会上,中国科学院院士武向平表示,FAST正在酝酿向全国中小学生征集课题,并从中遴选出十个左右,“FAST愿意从宝贵的机时中拿出1%,帮助孩子们实现探索宇宙的愿望”。

中国智慧让SKA看得更远更清

杜彪介绍,分辨率、灵敏度和巡天速度是射电望远镜的3个关键指标,如果说灵敏度意味着宇宙中极其微弱的信号能不能被“看到”,那么,分辨率则意味着这些微弱信号能否被“看得清楚”,巡天速度则与观测天区的效率息息相关。这就对天线面形精度、波束变形、指向精度、电磁兼容性等方面都提出了严苛的要求,是射电天文界对全世界工业界现有设计与工程实践提出的巨大挑战。

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!”

超高灵敏度看清“最暗星辰”

2020年2月,FAST科学委员会遴选出五个优先和重大项目,作为FAST望远镜近期主要科学研究方向,约200名科学家开始使用并处理相关科学数据。

国际大科学计划和大科学工程是基础研究在科学前沿领域的全方位拓展,是人类开拓知识前沿、探索未知世界和解决全球性重大问题的重要手段。

仅仅这6天时间内,天问一号着陆、LHAASO检测到迄今为止最强伽马射线、悟空号的高能氦核数据以及FAST发现了201颗脉冲星。我国的天文学发展,真的是不得了了,相信 全世界都要敬佩我国的天文学发展!

长期以来,发达国家科学家凭借其在射电望远镜方面的优势,在脉冲星科学前沿做出了奠基性的贡献。FAST则开启了中国科学家“走向天文学前沿”的时代。

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