中國天眼:在射電天文領域領先世界20年
是什麽(me) ,讓中國在射電天文領域從(cong) 遠遠落後到領先世界20年?是中國天眼。坐落在貴州省平塘縣大窩氹,是目前世界上最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡,一個(ge) 妥妥的大國重器。
最遠能探測137億(yi) 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,這裏能聽得清清楚楚”。為(wei) 了鑄就這口“大鍋”,天文學家南仁東(dong) 耗盡了一生心血。最終,中國天眼開了“眼”,他卻永遠閉上了眼。
令人欣慰的是,無論是在調試期間,還是正式投入運行,中國天眼的表現沒有讓人失望。而今,越來越多的科學家接力嗬護中國天眼,讓其表現越來越亮眼。
一個(ge) 人和他的22年
“別人都有自己的大設備,我們(men) 沒有,我挺想試一試。”南仁東(dong) 說這話的時候是1993年。那一年,中國射電望遠鏡的口徑隻有25米,而早在1963年,美國就已經擁有350米口徑的阿雷西博射電望遠鏡。
抱著這個(ge) 樸素的念頭,從(cong) 1994年開始,南仁東(dong) 和他的團隊踏上了漫漫征程。他們(men) 要建造的,是一個(ge) 世界上最大的射電望遠鏡。
這在當時,被認為(wei) 是一項不可能實現的任務。從(cong) 選址開始,就像打怪升級一般,南仁東(dong) 克服了一個(ge) 又一個(ge) 的困難。最終,在貴州平塘,南仁東(dong) 找到了一個(ge) 地球上獨一無二、最適合建設射電望遠鏡的台址。
這是從(cong) 全國成千上萬(wan) 個(ge) 候選窪地裏挑選出來的,可謂萬(wan) 裏挑一。光選址和研究,南仁東(dong) 就花了13年的時間。
選址難,立項難,建設難上加難。南仁東(dong) 和團隊解決(jue) 了一個(ge) 又一個(ge) 的難題,而這些難題在全世界幾乎都沒有經驗可以借鑒,隻能埋頭開展技術攻關(guan) 。
“如果沒成功,我怎麽(me) 交代?欠了國家的、鄉(xiang) 親(qin) 的,我有退路嗎?”沒有退路的南仁東(dong) ,把心思全放在了中國天眼的建設現場,他親(qin) 力親(qin) 為(wei) ,耗盡心血。
2016年9月25日,中國天眼建成。南仁東(dong) 用自己人生中的22年,鑄就了一個(ge) 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顆脈衝(chong) 星和5000個(ge) 工作機時
進入調試期後,中國天眼表現令人驚豔。
一般情況下,國際上傳(chuan) 統大型射電望遠鏡的調試周期不少於(yu) 4年,但中國天眼提前完成了調試任務,整體(ti) 性能穩定可靠,並在調試階段取得了一批有價(jia) 值的科學成果。其中,探測到146顆優(you) 質的脈衝(chong) 星候選體(ti) (102顆得到認證),實現了目前國際最高精度的脈衝(chong) 星測時觀測,並找到一例新的重複性快速射電暴,這些成果為(wei) 利用脈衝(chong) 星計時陣探測低頻引力波提供了重要條件。同時,中國天眼還實現了偏振校準,並利用創新方法探測到銀河係星際磁場。
正因為(wei) 主要性能指標達到了國際領先水平,今年1月份,中國天眼通過了國家驗收,正式投入運行。
不過,在正式投入運行不久,中國天眼即遭遇疫情衝(chong) 擊。為(wei) 了確保中國天眼觀測不停擺,運營團隊製定觀測計劃,20多名科研人員堅守在觀測現場,克服了疫情帶來的種種不便,有的一待就是兩(liang) 個(ge) 月。這期間,中國天眼完成觀測時長達1000多小時,多項觀測任務提前完成。
“它超出了我的預期,現在每天可以保證20個(ge) 小時左右的觀測時長。”針對中國天眼正式運行以來的情況,總工程師薑鵬表示,觀測時長是科學產(chan) 出的重要保障,原以為(wei) 要達到5000個(ge) 工作機時的話,至少需要3至5年,沒想到今年就做到了。“這需要很好的可靠性。”
截至9月中旬,中國天眼發現的脈衝(chong) 星已達224顆。在探測脈衝(chong) 星領域,中國天眼已經達到國際上的絕對一流水平。
目前,中國天眼已經啟動了脈衝(chong) 星測時陣列、漂移掃描多科學目標巡天等5個(ge) 重大和優(you) 先項目。未來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。
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