本报记者 邹 松开yun体育网
手脚SKA先导技俩的南非MeerKAT射电千里镜天线阵列。 新华社记者 王 雷摄
在南非卡鲁旷费深处,数十台射电千里镜呈旋臂状铺陈,巡天望远,探索着寰球的好意思妙——这是中国首个深度参与的海外大科学工程“平时公里阵列射电千里镜”(SKA)。SKA是由全球多国出资共同建造和起首的世界最大畛域详细孔径射电千里镜,被誉为“世界巨眼”。日前,记者潜入该技俩南非台址,采访多位科学家及工程东说念主员,了解其最新开采施展及科学发现。
寂寥之地,竖起撑天巨伞
在南非当地谈话里,“卡鲁”意为“寂寥之地”。这片旷费与半旷费地带面积约40万平时公里,脱落洒落的村镇动辄相隔上百公里。大当然塑造了这里的荒凉和萧瑟,也为天文不雅测创造了绝佳要求。
SKA收受双台址决策,低频阵各位于澳大利亚西部,中频阵列以南非为中枢并延迟至非洲南部8个国度。据先容,南非台址将由散布在3000公里范围内的数千台15米口径的碟形反射面天线构成,它们互相间运用射电干预旨趣承接。甘休面前,SKA技俩南非与澳大利亚两处台址首期开采均已完成阶段性目的。其中,南非台址已建成64台天线(即先导技俩MeerKAT射电千里镜),另有15台由中方遐想承建的天线正在现场安装中。
记者随采访车队向SKA技俩现场进发,一皆是看不尽的荒野昂然。当高耸的碟形天线远远出面前视线中时,全球不由惊呼“终于有了发现”。车行愈近,天线越多,它们像一把把纯净的撑天巨伞,静静兀立于荒野之上。
“从上空看,它们是一个从中心向外逆时针旋臂伸开的阵列,越往中心天线越密集,越向外天线的断绝距离越大。”SKA中频千里镜总监林赛·马格努斯向记者先容,“这种阵列布局是为了更好地袒护信号,在不同频率和方朝上有更好的接纳及承接效果。”
走进碟形天线阵列,每台天线支架高约11米,撑合手起15米翼展的主反射面,这些“大盘子”时而以设定的节律融合溜向、俯仰,发出“吱……吱……”的机械运转声,时而又“分散行为”,几台朝向特定标的飘零,另外一些则竖胜利收面不再动掸,仿佛参加休息景色。
马格努斯说:“SKA产生的数据是海量的,平均每秒就有约8TB的数据产出,然后通过专用宽带输送至超等打算机进行料理。最终,这些数据将被共享给多国科学家,这是一个全球技俩。”
多国联袂,探究寰球好意思妙
SKA是中国首个全程参与并饰演难题脚色的海外大科学工程。1993年,包括中国在内的10国共同发起建造SKA的倡议。2011年,中国等7国共同创建了海外SKA组织,该组织于2021年过渡为政府间海外组织——SKA天文台,细密成为全球性科学联接探讨体。
射电千里镜是接纳和不雅测无线电波的千里镜,相较光学千里镜,它具有穿透力更强、离别率更高、数据网罗更踏实等特色,是刻下寰球不雅测的主要设备之一。SKA属于详细孔径射电千里镜,通过多面天线组合造成等效大孔径不雅测,相等于把地球变成一个“星球级镜头”来不雅测星空。平时公里级的等效接纳面积,意味着超高的智谋度和科学发现才略,不错发现多数往日无法被探伤到的极隐微信号。
“SKA手脚新一代射电千里镜工夫的代表,具有广域巡天、高智谋度、高解像度、不雅测速率更快等特征。”南非斯坦陵布什大学天体物理学部主任马寅哲对记者暗意,“SKA是一个不停发展中的技俩,一些先期效果诠释注解,它已将东说念主类的视线上前大大鞭策。”面前,MeerKAT已在星河系成像、巨型星系发现及中性氢信号探伤等方面得回难题效果。
“千百年来,东说念主类用各式规范探索寰球,造成一张张寰球图景的拼图。咱们的任务之一是将这些拼图进行整合,进一步看清寰球演化进程。”SKA首席科学家迈克拉瑞·格里菲斯先容,“寰球物资的承接口头,磁力、重力的影响,脉冲星的明白法例以及新的天文盘问规范都是SKA技俩预期达成的目的。”
中国力量,助力开采盘问
在SKA技俩展厅,一张通过国旗秀气来展现列国参与碟形天线开采的配景墙引东说念主冷静,其中中国国旗的出现频次最高。SKA中频千里镜安装、集成与考证部门负责东说念主奥斯卡·莫约暗意,中国事该技俩的难题孝顺者之一。中国提供了SKA中频天线结构,包括主反射面和副反射面,并与考证团队联接,确保天线结构概况达到设定的目的。畴昔,中国还将提供64台天线手脚什物孝顺。中国亦然SKA区域科学中心的关节参与者。
中国电科辘集通讯盘问院是SKA在建中频天线结构任务的一级承包方,负责遐想、制造、运输、集成和调试等任务。马格努斯对来自中方的中频天线给以充分详情。他说,高精度关于网罗来自天际的无线电波、确保达成不雅测目的至关难题。
本年5月,清华大学探讨意大利、澳大利亚、德国等多国天文体家,运用FAST和MeerKAT对星河系球状星团进行了高精度不雅测,绘图出更了了的星河系磁场图谱,为交融星团演化和星河系磁场提供了新的视角。这是两台全球顶尖射电千里镜在球状星团盘问畛域的初度深度联接,畴昔两边还将联接跟踪脉冲星突变、盘问星际湍流,致使探索地外时髦。
马寅哲暗意:“FAST位于北天区,SKA居于南天区,二者互补联接兴致首要。FAST的单体半径普遍,不雅测的深度及精度都很高;SKA则在不雅察范围和遵循上更具上风开yun体育网,但也面对数据料理的挑战,是以全球联接成为势必。”
