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一問到底丨啟用六周年 “中國天眼”交出怎樣的成績單?

發布時間:2022-09-27 15:46:00來源: 央視新聞客戶端

  功力強大,洞悉深暗宇宙,目之所及,即是光年之外,身處窪地,卻能捕捉來自遙遠星係的極微弱信號,這就是被譽為(wei) “中國天眼”的500米口徑球麵射電望遠鏡FAST。2016年9月25日,FAST在貴州平塘落成啟用,到現在已經整整六年時間。“中國天眼”六周年,FAST交出了一份怎樣的成績單?我們(men) 為(wei) 何要建造這樣一隻巨大的天眼?口徑500米,FAST究竟有多大?這樣一個(ge) 龐然大物,如何進行清潔養(yang) 護?未來FAST還可能給我們(men) 帶來些什麽(me) ?一起進入今天的一問到底。

  FAST交出怎樣的成績單?

  首先,大家最關(guan) 心的就是,落成啟用六年來,FAST都探測到了些什麽(me) 呢?

  作為(wei) 一名“深空獵手”,FAST最擅長的就是衝(chong) 出太陽係,尋找新星,特別是快速旋轉、密度極高的脈衝(chong) 星。截至今年7月底,科學家通過FAST發現的脈衝(chong) 星已經超過660顆,這個(ge) 數量是同一時期國際上所有射電望遠鏡發現脈衝(chong) 星總數的5倍以上。

  此外,就在日前,我國科學家還通過FAST對一例位於(yu) 銀河係外的快速射電暴開展了深度觀測,首次探測到距離快速射電暴中心僅(jin) 1個(ge) 太陽到地球距離的周邊環境的磁場變化,向著揭示快速射電暴中心引擎機製邁出重要一步。所謂快速射電暴是宇宙中偶發的一種射電天文現象。在幾毫秒的時間內(nei) ,快速射電暴所釋放的能量,相當於(yu) 全世界一天總發電量累積幾百億(yi) 年的總和。快速射電暴於(yu) 2007年首次被發現,迄今已經發現了幾百個(ge) 。

  FAST與(yu) 普通望遠鏡有何不同?

  在大家的印象中,望遠鏡都是一個(ge) 圓筒,為(wei) 什麽(me) FAST是一口大鍋呢?這是因為(wei) FAST屬於(yu) 射電望遠鏡,而這類望遠鏡的基本工作原理是,將宇宙投射到地球微弱的電磁波通過弧麵匯集到一起,這樣就能使電磁波變得更加清晰。與(yu) 圓筒形的光學望遠鏡不同,射電望遠鏡觀測的是來自宇宙的無線電波。

  500米口徑 FAST究竟有多大?

  我們(men) 知道,FAST這口大鍋就建造在貴州平塘大山之中的一個(ge) 球形窪地之上,它是一個(ge) 口徑達到500米的龐然大物。那這500米口徑,直觀看上去究竟有多大呢?此前我們(men) 的記者曾用腳步丈量過FAST的周長,我們(men) 再來回顧一下。

  總台央視記者 沈忱:反射麵口徑有三十個(ge) 足球場大,三角形的反射麵單元有4450塊。它就是世界上最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡FAST。在我這個(ge) 位置看FAST隻能感覺它超級大,但是根本就看不全它。當無人機飛到了距離我1123米遠,345米高的位置,終於(yu) 看到了全貌。用腳丈量了一下這個(ge) 觀天巨眼的周長 ,FAST直徑500米,徒步量的周長比公式算的多了70米誤差。

  “望天巨眼”FAST最遠能夠“看”多遠?

  很多朋友一定好奇,我們(men) 為(wei) 什麽(me) 要建造如此龐大的一隻“觀天巨眼”?FAST最遠又能看多遠呢?科學家告訴我們(men) ,想要獲得更多、更詳盡的天文學數據,就需要有更大接受麵積的望遠鏡。更大的接收麵積,意味著會(hui) 有更強的暗弱信號探測能力,可以擴大觀測樣本數量,提高發現奇特天文學現象的概率,同時還能看到更遠的天文學現象。比如說我們(men) 現在抬頭看到的太陽,其實是8分鍾之前的太陽,我們(men) 現在看到的銀河係邊緣可能是十幾二十萬(wan) 年前的銀河係邊緣,如果我們(men) 想要看到更早期的宇宙現象怎麽(me) 辦?那隻能朝更遠的地方去看、去探測。理論上說,FAST能接收到137億(yi) 光年以外的電磁信號,這個(ge) 距離接近於(yu) 宇宙的邊緣。

  體(ti) 形巨大 FAST如何清潔養(yang) 護?

  因為(wei) 體(ti) 形夠大,所以看得更遠。但也有朋友好奇,如此龐大的一口大鍋,日常如何進行清潔養(yang) 護?此外貴州山區多雨,下雨時FAST又會(hui) 不會(hui) 積水呢?此前我們(men) 的記者曾對此進行過親(qin) 身體(ti) 驗。我們(men) 再來回顧一下。

  總台央視記者 帥俊全:我現在是在FAST底部的1號測量基墩上,今天要以一種非常浪漫的方式帶大家去感受FAST的壯觀和魅力,因為(wei) 在我旁邊可以看到這是一個(ge) 直徑達7.6米的氦氣球,稍後工作人員會(hui) 被氦氣球吊起來,以一種微重力蜘蛛人的方式來進行高空作業(ye) 。

  乘坐氦氣球來檢修維護望遠鏡,這在全世界也是頭一回。

  FAST口徑為(wei) 500米,從(cong) 圈梁到底部高差達140多米,相當於(yu) 50多層樓高,用於(yu) 反射信號的鋁合金麵板又非常“嬌貴”,所以FAST日常的高空檢修維護困難重重。幾經試驗比較,安全係數相對較高的氦氣球成了高空作業(ye) 的首選方式。

  在氦氣球浮力和三根牽引繩的協助下,科研人員如同蜘蛛人一樣在反射麵板上爬行,兩(liang) 個(ge) 小時就完成了多個(ge) 點位的檢修維護。高空蜘蛛人究竟如何檢修呢?帶著疑問,記者也體(ti) 驗了這種獨特的作業(ye) 方式。

  總台央視記者 帥俊全:經過科研人員的允許之後,現在是乘坐氦氣球來到了FAST的反射麵板之上,可以看到我現在穿的服裝非常特殊,腳步、膝部以及肘部都是加了防護的麵板,這樣子可以減少對反射麵板的一個(ge) 壓力。大家也很好奇,這樣一口超級大鍋,在下雨的時候會(hui) 不會(hui) 積水?其實這裏就可以近距離地給大家揭秘了,可以看到這樣的反射麵板都是由一塊一塊的、帶有無數小孔的這樣一個(ge) 麵板組成的,它的透光率是達到了50%,所以說整體(ti) 的這樣一個(ge) 設計是非常的科學合理的。

  為(wei) 何一定要建設"中國天眼"?

  設計合理,高效運行,中國天眼FAST正探測向深遠、更深遠的宇宙盡頭。落成啟用六周年,我們(men) 還是要回到最初的那個(ge) 問題,為(wei) 什麽(me) 一定要建設中國天眼呢?來聽一聽中國天眼首席科學家的回答。

  中國天眼首席科學家 李菂:天文屬於(yu) 既古老又現代的科學,它是基礎科學裏最基礎的一個(ge) 科學。我們(men) 之所以要看是兩(liang) 個(ge) 原因,第一個(ge) 是它在那兒(er) ,你總不能瞎,抬頭就看見了,看見了你就需要記錄它,需要研究它。第二個(ge) 是滿足個(ge) 人和群體(ti) 的好奇心,你說它的必要性在哪兒(er) ,它為(wei) 什麽(me) 是我們(men) 群體(ti) 生存的一個(ge) 必要呢?是因為(wei) 我們(men) 不能都隻看眼前的事,這樣我們(men) 很快就會(hui) 麵臨(lin) 我們(men) 都沒有想象到的或者沒有看到的重大挑戰。而如果我們(men) 沒有提前的好奇心,去做這些基礎研究的準備的話,我們(men) 就會(hui) 無法應對這種挑戰。我看一億(yi) 光年以外有什麽(me) 用?可能永遠沒有什麽(me) 用,但是我們(men) 以人類整體(ti) 的好奇心為(wei) 驅動,我們(men) 去擴展整個(ge) 全人類的視野。

(責編:陳濛濛)

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