“中國天眼”：兩年發(fā)現(xiàn)44顆新脈沖星

被譽(yù)為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)，經(jīng)過兩年的緊張調(diào)試工作，現(xiàn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了跟蹤、漂移掃描、運(yùn)動(dòng)中掃描等多種觀測模式。截至目前，“中國天眼”已發(fā)現(xiàn)59顆優(yōu)質(zhì)的脈沖星候選體，其中有44顆已被確認(rèn)為新發(fā)現(xiàn)的脈沖星。

9月11日拍攝的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡一景。新華社記者 歐東衢 攝

9月11日，工作人員在圈梁上對“中國天眼”進(jìn)行維護(hù)。新華社記者 歐東衢 攝

9月10日拍攝的“中國天眼”全景。新華社記者 歐東衢 攝

9月10日，工作人員在“中國天眼”總控室內(nèi)工作。新華社記者 歐東衢 攝

9月10日，工作人員在“中國天眼”總控室內(nèi)工作。新華社記者 歐東衢 攝

9月11日，工作人員在“中國天眼”圈梁上工作。新華社記者 劉續(xù) 攝

9月10日拍攝的“中國天眼”。新華社記者 劉續(xù) 攝

9月11日，“中國天眼”饋源艙升起在空中。新華社記者 劉續(xù) 攝

9月11日無人機(jī)拍攝的“中國天眼”全景。新華社記者 劉續(xù) 攝

新聞多一點(diǎn)

世界最牛“觀天巨眼”能看到什么？

被譽(yù)為中國“天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST工程主體工程2016年7月3日順利完工。

在貴州省平塘縣克度鎮(zhèn)的FAST工程大窩凼臺址現(xiàn)場。隨著中國科學(xué)院國家天文臺臺長、FAST工程經(jīng)理嚴(yán)俊的一聲令下，最后一塊反射面單元緩緩起吊，在完成了二次空中轉(zhuǎn)接并用纜索吊下滑到指定位置后，被順利安裝在索網(wǎng)上。

什么是FAST

FAST工程是“十一五”國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目，從1994年啟動(dòng)貴州選址工作開始預(yù)研，2007年7月正式立項(xiàng)，2011年3月正式開工建設(shè)。

FAST是世界第一大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，它采用全新設(shè)計(jì)思路，以整座山窩作為臺址，突破了射電望遠(yuǎn)鏡的百米極限，開創(chuàng)了建造巨型射電望遠(yuǎn)鏡的新模式。

與號稱“地面最大的機(jī)器”的德國波恩100米望遠(yuǎn)鏡相比，F(xiàn)AST靈敏度提高約2.5倍；與排在阿波羅登月之前、被評為人類20世紀(jì)10大工程之首的美國Arecibo 300米望遠(yuǎn)鏡相比，F(xiàn)AST綜合性能提高約10倍。作為世界最大的單口徑望遠(yuǎn)鏡，F(xiàn)AST將在未來10～20年保持世界一流設(shè)備的地位。

被譽(yù)為中國“天眼”的FAS將取代美國波多黎各的阿雷西博天文臺，成為世界上最大的射電望遠(yuǎn)鏡。它可以捕捉遠(yuǎn)在百億光年外的射電信號，幫助人類洞察隱藏在宇宙深處的秘密。

FAST的研制和建設(shè)，體現(xiàn)了我國自主創(chuàng)新能力，并推動(dòng)我國在天線制造技術(shù)、微波電子技術(shù)、并聯(lián)機(jī)器人、大跨度結(jié)構(gòu)、公里范圍高精度動(dòng)態(tài)測量等眾多高科技領(lǐng)域的發(fā)展。建成后的FAST將在日地環(huán)境研究、搜尋地外文明、國防建設(shè)和國家安全等國家重大需求方面發(fā)揮不可替代的巨大作用。

“天眼”的“眼眶”是一圈鋼鐵結(jié)成的圈梁，登上圈梁往下看，巨大的天坑里，星羅棋布地排列著一個(gè)個(gè)“網(wǎng)結(jié)”，這些“網(wǎng)結(jié)”凌空架設(shè)、相互勾連，結(jié)成碩大的索網(wǎng)。當(dāng)4450塊反射面單元逐一在索網(wǎng)上拼裝完畢，“天眼”的“眼底”就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)天線鍋，其主反射面達(dá)25萬平方米。“天眼”正是通過這個(gè)天線鍋傾聽來自宇宙的聲音。通過巨大的天線鍋，將微弱的宇宙電波收集起來，再將收集到的信號匯聚到具有極高靈敏性的接收系統(tǒng)上，還原、轉(zhuǎn)化、分析。

探聽地球之外的音訊，“天眼”的能力和其大小息息相關(guān)。簡單來說，眼睛越大，看得越遠(yuǎn)。尤其特殊的是，這只“天眼”并非“死眼”，根據(jù)觀測的方向，它會(huì)拉扯索網(wǎng)來變形天線鍋。如同人類轉(zhuǎn)動(dòng)自己的眼珠，調(diào)整視線的指向，遙遠(yuǎn)的太空對它來說將不存在方向上的死角。

正因具備這些非同一般的特質(zhì)，業(yè)內(nèi)普遍預(yù)測，這只“天眼”將在未來10至20年保持世界一流設(shè)備的重要地位。

“觀天巨眼”看什么？

半個(gè)多世紀(jì)過去了，所有射電望遠(yuǎn)鏡收集到的能量還不夠翻動(dòng)一頁紙。通過這只“天眼”，人類究竟能發(fā)現(xiàn)什么？這是縈繞在包括天文學(xué)家在內(nèi)的很多人心中渴望的謎底。

中國科學(xué)院國家天文臺FAST工程首席科學(xué)家、總工程師南仁東這樣描述存在于宇宙深處的各種訊息：“宇宙空間混雜各種輻射，遙遠(yuǎn)的信號像雷聲中的蟬鳴，沒有超級靈敏的耳朵，根本就分辨不出來。”

而“天眼”恰恰具備這樣的非凡本領(lǐng)，哪怕是遠(yuǎn)在百億光年外的射電信號，它也有可能捕捉到。據(jù)介紹，“天眼”建成后，將有能力巡視宇宙中的中性氫、探測星際分子、觀測脈沖星、搜尋星際通訊信號。

所謂中性氫，就是宇宙中未聚攏成恒星發(fā)光發(fā)熱的氫原子，是一個(gè)質(zhì)子加一個(gè)電子，中性氫云團(tuán)的運(yùn)動(dòng)正反映了早期宇宙的蛛絲馬跡。“天眼”觀測中性氫信號，就可能獲知星系之間互動(dòng)的細(xì)節(jié)，甚至發(fā)現(xiàn)第一代天體以及宇宙漫長發(fā)育歷程的線索。如果足夠幸運(yùn)，地球上的人類將通過“天眼”探知宇宙起源秘密，同樣也能據(jù)此分析宇宙的未來。

觀測脈沖星則是另一個(gè)重要領(lǐng)域。目前主流觀點(diǎn)認(rèn)為，脈沖星是一種高速旋轉(zhuǎn)的中子星，發(fā)射出恒定的能量流，匯聚成非常窄的光束，當(dāng)星體旋轉(zhuǎn)時(shí)，光束就會(huì)如燈塔光束一般掃過太空。但這一論斷并非“鐵斷”。目前人類可以偵測到銀河系內(nèi)的脈沖星，如果可以發(fā)現(xiàn)銀河系外的樣本以及一些前所未見的脈沖星現(xiàn)象，就有可能據(jù)此產(chǎn)生突破性的理論。

能否發(fā)現(xiàn)外星人傳來的信號？是更多普通人關(guān)心的話題。在科幻小說里頻繁出現(xiàn)的橋段，對“天眼”來說并不是一件腦洞大開、匪夷所思的事情。此外，“天眼”還能觀測暗物質(zhì)和暗能量、精確測定黑洞質(zhì)量……這些謎團(tuán)能否揭開尚屬未知，但可以肯定的是，“天眼”睜開之后，人類在天文學(xué)上將有更多突破，宇宙圖景會(huì)更加清晰，地球人對地外空間的認(rèn)識會(huì)更進(jìn)一步。