超級天眼今日啟動 500米口徑球面射電望遠鏡曝光

科技 09-26

1609年，義大利科學家伽利略用自製的天文望遠鏡發現了月球表面高低不平的環形山，成為利用望遠鏡觀測天體第一人。

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400多年後，代表中國科技高度的大射電望遠鏡，將首批觀測目標鎖定在直徑10萬光年的銀河系邊緣，探究恆星起源的秘密，也將在世界天文史上鐫刻下新的刻度。

宇宙到底有多大?這是人類秉承探索發現的天性不斷追尋的問題。在發現未知地帶的征程中，中國天文人將不畏艱苦、不斷創新，奏響探索宇宙的新暢想曲。

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望遠鏡「鍋蓋」越大越靈敏，500米的「超級天眼」究竟有多靈敏?科學家打了個比方，有人在月亮上打手機，也逃不過它的「眼睛」。

而對老一輩天文學家來說，擁有這樣的望遠鏡一直是個夢。我國天文學長期落後，主要受制於望遠鏡設備。

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二戰後射電天文學方興未艾，接連湧現類星體、脈衝星、星際分子和微波背景輻射四大天文發現，而我國在這一領域卻長期處於空白狀態。

走過蹣跚學步、仰望西方強國的階段，近年來我國陸續建成5座射電望遠鏡，口徑從25米到65米不等。不過，與美國的305米口徑和德國100米口徑射電望遠鏡相比，我們的射電望遠鏡觀測能力還比較有限。

「天文設備按國際慣例都是開放的，但中國人要獨立申請使用國外望遠鏡比較難。國內外設備差距比較大，缺乏平等合作的基礎。」國家天文台「百人計劃」研究員、500米口徑球面射電望遠鏡工程科學部主任朱明說，只有走自主研製之路，才可以扭轉這一局面。

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「500米口徑球面射電望遠鏡建成，將為我國天文學躋身世界一流創造條件。」中科院國家天文台台長嚴俊表示。

國家天文台射電天文研究部首席科學家、「千人計劃」專家李菂說，中國大射電在很多領域都具備超強的能力：發現氣體星系有望在過去的基礎上提高10倍，發現的脈衝星數量有望翻倍，有望發現新的星際分子……

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射電望遠鏡誕生至今，人類發現約2500顆脈衝星，它們全部位於銀河系內。科學家們將中國大射電首批觀測目標鎖定在銀河系外，希望依靠其超群的靈敏度搜尋河外星系的脈衝星。

「發現更多脈衝星，從脈衝星中遴選出脈衝信號穩定的毫秒級脈衝星，將來有望應用於空間飛行器導航領域。」嚴俊說，目前國內外相關研究都處於概念階段。

今天天文領域講究立體化作戰，僅有500米口徑球面射電望遠鏡還遠不夠。從某一點看宇宙，視野有限，望遠鏡要形成陣列才能發揮更強威力。

「大射電擅長的觀測頻率是中低頻，而高頻的亞毫米波、毫米波領域也需要更強的望遠鏡，才能形成比較完備的觀測體系。」朱明解釋說。

按計劃，500米口徑球面射電望遠鏡將和我國其他5座射電望遠鏡組成「天眼」群——甚長基線干涉測量網，並主導國際射電領域的低頻測量網，從而更好地獲取天體超精細結構。

未來5至10年，大射電等項目只是我國大望遠鏡建設浪潮的前浪。據嚴俊透露，中國12米光學紅外望遠鏡已初步通過專家評審，有望於「十三五」規劃期間立項。

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目前，我國最大的光學望遠鏡是位於雲南麗江的2.4米光學望遠鏡，與國際上領先的西班牙10.4米光學望遠鏡、美國10米光學望遠鏡和日本8米光學望遠鏡等仍有較大差距。

12米光學紅外望遠鏡建成後將為暗能量本質、引力波源光學認證和研究、太陽系外類地行星探測、超大質量黑洞、第一代恆星等前沿科學問題提供在國際上有競爭力的觀測平台。

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有紅外望遠鏡，就有紫外望遠鏡和X射線望遠鏡，我國正計劃把望遠鏡家族的基地拓展到空間領域。

今年年底，我國將發射自主研製的硬X射線調製望遠鏡衛星，它可以進行寬波段大天區X射線巡天成像，具有獨特的觀測黑洞、中子星等高能天體多波段X射線快速光變的能力，並可以監視天空的高能爆發現象。

「隨著我國空間站逐步具備維護在軌航天器功能，建造中國版『哈勃』太空望遠鏡的呼聲也越來越高。」嚴俊說，立體化作戰的望遠鏡集群，不僅將大幅提升我國在天文科學與技術方面的自主創新能力，還能廣泛應用於導航、定位、航天、深空探測等領域。

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