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中國FAST天眼射電望遠鏡

500米口徑球面射電望遠鏡,簡稱FAST,是世界最大的單口徑球面射電望遠鏡,又被形象的稱作中國“天眼”。

位於貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮大窩氹的喀斯特窪坑中,工程為國家重大科技基礎設施,“天眼”工程由主動反射面系統、饋源支撐系統、測量與控制系統、接收機與終端及觀測基地等幾大部分構成。

由我國天文學家南仁東於1994年提出構想,歷時22年建成,於2016年9月25日落成啟用。是由中國科學院國家天文臺主導建設,具有我國自主知識產權、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。

截至2019年8月28日,500米口徑球面射電望遠鏡已發現132顆優質的脈沖星候選體,其中有93顆已被確認為新發現的脈沖星。2020年1月11日,500米口徑球面射電望遠鏡通過國家驗收,投入正式運行。

FAST是由國家科教領導小組審議確定的國家九大科技基礎設施之壹,采用中國科學家獨創設計和我國貴州南部喀斯特窪地的獨特地形條件,建設的壹個約30個足球場大小的高靈敏度巨型射電望遠鏡。

FAST可把中國空間測控能力由地球同步軌道延伸至太陽系外緣,將深空通訊數據下行速率提高100倍。

其應用價值可以是為自主導航這壹前瞻性研究制作脈沖星鐘;診斷識別微弱的空間訊號,為國家安全服務;提供高分辨率和高效率的地面觀測;跟蹤探測日冕物質拋射事件,服務於太空天氣預報。

FAST項目的科學意義非常重大。建望遠鏡是瞄準21世紀的科學前沿,尋找暗物質、暗能量。現在宇宙中有99%的質量和能量知道它的存在,但不知道它的特性是什麽。

FAST不僅讓中國的天文學家為之振奮,全世界的天文學家也在緊盯著它——寄希望於這個最大的“天眼”或許能找到外星人,並解開宇宙起源之謎。

國家天文臺FAST工程技術人員介紹說,探聽地球之外的音訊,“天眼”的能力和其大小息息相關。

簡單來說,眼睛越大,看得越遠。尤其特殊的是,這只“天眼”並非“死眼”,FAST的索網結構可以隨著天體的移動自動變化,帶動索網上活動的4450個反射面板產生變化,足以觀測到更大天區的天體。

同時,饋源艙也隨索網壹同運動,采集天體發射的無線電波。如同人類轉動自己的眼珠,調整視線的指向,遙遠的太空對它來說將不存在方向上的死角。

中國“天眼”的視野有多遠?據專家介紹,哪怕是遠在百億光年外的射電信號。

中國“天眼”也有可能捕捉到,還可能發現高紅移的巨脈澤星系,實現銀河系外第壹個甲醇超脈澤的觀測突破。用於搜尋識別可能的星際通訊信號,尋找地外文明等等。

國家天文臺副臺長、FAST工程常務副總指揮鄭曉年強調,“天眼”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。

FAST作為壹個多學科基礎研究平臺,能用壹年時間發現約7000顆脈沖星,研究極端狀態下的物質結構與物理規律,

有希望發現奇異星和誇克星物質;發現中子星——黑洞雙星,無需依賴模型精確測定黑洞質量

;通過精確測定脈沖星到達時間來檢測引力波;作為最大的臺站加入國際甚長基線網,為天體超精細結構成像。

中國“天眼”,與號稱“地面最大的機器”德國埃菲爾斯伯格100米口徑望遠鏡相比,其靈敏度能提高約10倍。

與被評為人類20世紀十大工程之首的美國阿雷西博300米口徑射電望遠鏡相比,“天眼”的靈敏度是其2.25倍。

FAST能把中國空間測控能力由地球同步軌道延伸至太陽系外緣,將深空通訊數據下行速率提高100倍。

脈沖星到達時間測量精度由120納秒提高至30納秒,成為國際上最精確的脈沖星計時陣,為自主導航這壹前瞻性研究制作脈沖星鐘。

進行高分辨率微波巡視,以1HZ的分辯率診斷識別微弱的空間訊號,作為被動戰略雷達為國家安全服務。

基於FAST的強大功能,如果銀河系內存在外星人,他們的信息就很可能被發現。

國際科研項目“搜尋外星人計劃”的首席科學家丹·沃西默最近向中方提出,希望在FAST加裝設備,可合作搜索外星人信號。

目前已經發現的脈沖星大多在銀河系,而FAST可以在距離200萬光年的空間有所探索。FAST可以通過“漂移掃描”。

同時對中性氫、脈沖星、銀河系結構和分子譜線等多科學目標進行同時掃描的巡天觀測,是世界上其他望遠鏡從未實現過的。

FAST作為世界最大的單口徑望遠鏡,將在未來20至30年保持世界壹流地位。

全新的設計思路,加之得天獨厚的臺址優勢,使其突破了望遠鏡的百米工程極限,開創了建造巨型射電望遠鏡的新模式。