一問(wèn)到底丨啟用六周年 “中國(guó)天眼”交出怎樣的成績(jī)單?
功力強(qiáng)大,洞悉深暗宇宙,目之所及,即是光年之外,身處洼地,卻能捕捉來(lái)自遙遠(yuǎn)星系的極微弱信號(hào),這就是被譽(yù)為“中國(guó)天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST。2016年9月25日,F(xiàn)AST在貴州平塘落成啟用,到現(xiàn)在已經(jīng)整整六年時(shí)間?!爸袊?guó)天眼”六周年,F(xiàn)AST交出了一份怎樣的成績(jī)單?我們?yōu)楹我ㄔ爝@樣一只巨大的天眼?口徑500米,F(xiàn)AST究竟有多大?這樣一個(gè)龐然大物,如何進(jìn)行清潔養(yǎng)護(hù)?未來(lái)FAST還可能給我們帶來(lái)些什么?一起進(jìn)入今天的一問(wèn)到底。
FAST交出怎樣的成績(jī)單?
首先,大家最關(guān)心的就是,落成啟用六年來(lái),F(xiàn)AST都探測(cè)到了些什么呢?
作為一名“深空獵手”,F(xiàn)AST最擅長(zhǎng)的就是沖出太陽(yáng)系,尋找新星,特別是快速旋轉(zhuǎn)、密度極高的脈沖星。截至今年7月底,科學(xué)家通過(guò)FAST發(fā)現(xiàn)的脈沖星已經(jīng)超過(guò)660顆,這個(gè)數(shù)量是同一時(shí)期國(guó)際上所有射電望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星總數(shù)的5倍以上。
此外,就在日前,我國(guó)科學(xué)家還通過(guò)FAST對(duì)一例位于銀河系外的快速射電暴開(kāi)展了深度觀測(cè),首次探測(cè)到距離快速射電暴中心僅1個(gè)太陽(yáng)到地球距離的周邊環(huán)境的磁場(chǎng)變化,向著揭示快速射電暴中心引擎機(jī)制邁出重要一步。所謂快速射電暴是宇宙中偶發(fā)的一種射電天文現(xiàn)象。在幾毫秒的時(shí)間內(nèi),快速射電暴所釋放的能量,相當(dāng)于全世界一天總發(fā)電量累積幾百億年的總和??焖偕潆姳┯?007年首次被發(fā)現(xiàn),迄今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾百個(gè)。
FAST與普通望遠(yuǎn)鏡有何不同?
在大家的印象中,望遠(yuǎn)鏡都是一個(gè)圓筒,為什么FAST是一口大鍋呢?這是因?yàn)镕AST屬于射電望遠(yuǎn)鏡,而這類望遠(yuǎn)鏡的基本工作原理是,將宇宙投射到地球微弱的電磁波通過(guò)弧面匯集到一起,這樣就能使電磁波變得更加清晰。與圓筒形的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡不同,射電望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)的是來(lái)自宇宙的無(wú)線電波。
500米口徑 FAST究竟有多大?
我們知道,F(xiàn)AST這口大鍋就建造在貴州平塘大山之中的一個(gè)球形洼地之上,它是一個(gè)口徑達(dá)到500米的龐然大物。那這500米口徑,直觀看上去究竟有多大呢?此前我們的記者曾用腳步丈量過(guò)FAST的周長(zhǎng),我們?cè)賮?lái)回顧一下。
總臺(tái)央視記者 沈忱:反射面口徑有三十個(gè)足球場(chǎng)大,三角形的反射面單元有4450塊。它就是世界上最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡FAST。在我這個(gè)位置看FAST只能感覺(jué)它超級(jí)大,但是根本就看不全它。當(dāng)無(wú)人機(jī)飛到了距離我1123米遠(yuǎn),345米高的位置,終于看到了全貌。用腳丈量了一下這個(gè)觀天巨眼的周長(zhǎng) ,F(xiàn)AST直徑500米,徒步量的周長(zhǎng)比公式算的多了70米誤差。
“望天巨眼”FAST最遠(yuǎn)能夠“看”多遠(yuǎn)?
很多朋友一定好奇,我們?yōu)槭裁匆ㄔ烊绱她嫶蟮囊恢弧坝^天巨眼”?FAST最遠(yuǎn)又能看多遠(yuǎn)呢?科學(xué)家告訴我們,想要獲得更多、更詳盡的天文學(xué)數(shù)據(jù),就需要有更大接受面積的望遠(yuǎn)鏡。更大的接收面積,意味著會(huì)有更強(qiáng)的暗弱信號(hào)探測(cè)能力,可以擴(kuò)大觀測(cè)樣本數(shù)量,提高發(fā)現(xiàn)奇特天文學(xué)現(xiàn)象的概率,同時(shí)還能看到更遠(yuǎn)的天文學(xué)現(xiàn)象。比如說(shuō)我們現(xiàn)在抬頭看到的太陽(yáng),其實(shí)是8分鐘之前的太陽(yáng),我們現(xiàn)在看到的銀河系邊緣可能是十幾二十萬(wàn)年前的銀河系邊緣,如果我們想要看到更早期的宇宙現(xiàn)象怎么辦?那只能朝更遠(yuǎn)的地方去看、去探測(cè)。理論上說(shuō),F(xiàn)AST能接收到137億光年以外的電磁信號(hào),這個(gè)距離接近于宇宙的邊緣。
體形巨大 FAST如何清潔養(yǎng)護(hù)?
因?yàn)轶w形夠大,所以看得更遠(yuǎn)。但也有朋友好奇,如此龐大的一口大鍋,日常如何進(jìn)行清潔養(yǎng)護(hù)?此外貴州山區(qū)多雨,下雨時(shí)FAST又會(huì)不會(huì)積水呢?此前我們的記者曾對(duì)此進(jìn)行過(guò)親身體驗(yàn)。我們?cè)賮?lái)回顧一下。
總臺(tái)央視記者 帥俊全:我現(xiàn)在是在FAST底部的1號(hào)測(cè)量基墩上,今天要以一種非常浪漫的方式帶大家去感受FAST的壯觀和魅力,因?yàn)樵谖遗赃吙梢钥吹竭@是一個(gè)直徑達(dá)7.6米的氦氣球,稍后工作人員會(huì)被氦氣球吊起來(lái),以一種微重力蜘蛛人的方式來(lái)進(jìn)行高空作業(yè)。
乘坐氦氣球來(lái)檢修維護(hù)望遠(yuǎn)鏡,這在全世界也是頭一回。
FAST口徑為500米,從圈梁到底部高差達(dá)140多米,相當(dāng)于50多層樓高,用于反射信號(hào)的鋁合金面板又非常“嬌貴”,所以FAST日常的高空檢修維護(hù)困難重重。幾經(jīng)試驗(yàn)比較,安全系數(shù)相對(duì)較高的氦氣球成了高空作業(yè)的首選方式。
在氦氣球浮力和三根牽引繩的協(xié)助下,科研人員如同蜘蛛人一樣在反射面板上爬行,兩個(gè)小時(shí)就完成了多個(gè)點(diǎn)位的檢修維護(hù)。高空蜘蛛人究竟如何檢修呢?帶著疑問(wèn),記者也體驗(yàn)了這種獨(dú)特的作業(yè)方式。
總臺(tái)央視記者 帥俊全:經(jīng)過(guò)科研人員的允許之后,現(xiàn)在是乘坐氦氣球來(lái)到了FAST的反射面板之上,可以看到我現(xiàn)在穿的服裝非常特殊,腳步、膝部以及肘部都是加了防護(hù)的面板,這樣子可以減少對(duì)反射面板的一個(gè)壓力。大家也很好奇,這樣一口超級(jí)大鍋,在下雨的時(shí)候會(huì)不會(huì)積水?其實(shí)這里就可以近距離地給大家揭秘了,可以看到這樣的反射面板都是由一塊一塊的、帶有無(wú)數(shù)小孔的這樣一個(gè)面板組成的,它的透光率是達(dá)到了50%,所以說(shuō)整體的這樣一個(gè)設(shè)計(jì)是非常的科學(xué)合理的。
為何一定要建設(shè)"中國(guó)天眼"?
設(shè)計(jì)合理,高效運(yùn)行,中國(guó)天眼FAST正探測(cè)向深遠(yuǎn)、更深遠(yuǎn)的宇宙盡頭。落成啟用六周年,我們還是要回到最初的那個(gè)問(wèn)題,為什么一定要建設(shè)中國(guó)天眼呢?來(lái)聽(tīng)一聽(tīng)中國(guó)天眼首席科學(xué)家的回答。
中國(guó)天眼首席科學(xué)家 李菂:天文屬于既古老又現(xiàn)代的科學(xué),它是基礎(chǔ)科學(xué)里最基礎(chǔ)的一個(gè)科學(xué)。我們之所以要看是兩個(gè)原因,第一個(gè)是它在那兒,你總不能瞎,抬頭就看見(jiàn)了,看見(jiàn)了你就需要記錄它,需要研究它。第二個(gè)是滿足個(gè)人和群體的好奇心,你說(shuō)它的必要性在哪兒,它為什么是我們?nèi)后w生存的一個(gè)必要呢?是因?yàn)槲覀儾荒芏贾豢囱矍暗氖拢@樣我們很快就會(huì)面臨我們都沒(méi)有想象到的或者沒(méi)有看到的重大挑戰(zhàn)。而如果我們沒(méi)有提前的好奇心,去做這些基礎(chǔ)研究的準(zhǔn)備的話,我們就會(huì)無(wú)法應(yīng)對(duì)這種挑戰(zhàn)。我看一億光年以外有什么用?可能永遠(yuǎn)沒(méi)有什么用,但是我們以人類整體的好奇心為驅(qū)動(dòng),我們?nèi)U(kuò)展整個(gè)全人類的視野。
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