地球上最大射電望遠鏡將誕生，平方公里陣列，這是什麼概念？

平方公里陣列（SKA）將成為地球上最大規模的射電望遠鏡，比勒費爾德大學和馬克斯·普朗克射電天文學研究所(MPIfR)的科學家與國際合作夥伴現在已經對SKA-MPG望遠鏡進行了研究，這是平方公里陣列射電望遠鏡接收中頻信號部分的原型。這項研究發表在2019年7月24日的《皇家天文學會月刊》上。研究表明，由MPIfR公司和mt -機電一體化有限公司聯合開發的這台望遠鏡，也可以單獨用於研究宇宙的起源。

這項研究的主要作者、比勒費爾德大學天體粒子物理學和宇宙學工作組的物理學家阿里特拉·巴蘇博士說：位於南非的SKA-MPG望遠鏡將幫助我們了解宇宙背景輻射。宇宙背景輻射是大爆炸後不久產生的微波範圍內的光，提供了關於宇宙起源的信息。然而，宇宙背景輻射測量被前景中的其他效應扭曲了，比如銀河系磁場中的超快電子。為了測量宇宙背景輻射，需要更多地了解這些效應，研究表明，新望遠鏡非常適合以超高精度研究前景輻射。SKA-MPG望遠鏡是由馬克斯普朗克射電天文研究所(MPIfR)和mt -機電一體化有限公司聯合開發。

「MPG」縮寫是「馬克斯·普朗克學會」的縮寫，該學會為該望遠鏡提供資金。該射電望遠鏡的直徑為15米，可以接收1.7至3.5 GHz之間的信號。它目前正在南非的卡魯沙漠組裝。該望遠鏡的項目負責人、MPIfR的貢多夫·維欽博士預計，2019年秋季將進行首次常規部署。射電望遠鏡主要被設計為平方公里陣列的一部分的原型，接收來自一個中等無線電頻率範圍的信號。如果原型機在一系列測試中表現良好，將為南非平方公里陣列建造大約200架這樣的望遠鏡。

平方公里陣列將觀察中低無線電頻率。第二種儀器由上千個小型無線電天線組成，這些天線可以組合起來模擬一個巨大的無線電望遠鏡。平方公里陣列的兩部分將在澳大利亞和南非延伸超過一平方公里，因此得名「平方公里陣列」。MPIfR天體物理學家Hans-Rainer Klockner博士說：即使有了原型，也能夠深入觀察宇宙，這要歸功於望遠鏡的巧妙設計，以及接收器和後端技術的新發展。一旦這些望遠鏡中的200架與平方公里陣列同步，我們會發現什麼？例如，平方公里陣列將被用於探索引力波和暗能量，或在極端條件下測試愛因斯坦的相對論。

平方公里陣列將成為第一個在非洲、澳大利亞和歐洲三大洲設立基地的全球科學組織。此外，世界各地正在建立數據中心。一個特別的挑戰在於處理龐大的數據量：平方公里陣列每年將收集超過600 pb的觀測數據，相當於50多萬台筆記本電腦的存儲容量。參與平方公里陣列籌備工作的德國研究機構已加入「德國長波協會」，其中包括比勒費爾德大學和馬克斯·普朗克射電天文學研究所。該聯盟的項目還包括D-MeerKAT，其中SKA-MPG望遠鏡的原型正在進行評估。

德國聯邦教育和研究部正在資助D-MeerKAT作為一個聯合研究項目。Bielefeld天體粒子物理學和宇宙學工作組負責人Dominik Schwarz教授協調了D-MeerKAT。用SKA-MPG望遠鏡進行的研究，是對現代宇宙學的一個重要獨立貢獻，做了大量的工作，再加上一點運氣，也許能夠為理解宇宙大爆炸打開一扇新的窗戶。馬克斯·普朗克射電天文學研究所正在參與這些項目，通過(s波段)為射電望遠鏡研製接收機，並通過SKA- mpg原型望遠鏡為平方公里陣列作準備。

博科園｜研究/來自：馬克斯·普朗克學會

參考期刊《皇家天文學會月刊》

DOI: 10.1093/mnras/stz1637

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