“中国天眼”启用六周年,交出怎样的成绩单?

2022-09-26 22:59 央视新闻阅读 (519967) 扫描到手机

功力强大,洞悉深暗宇宙,目之所及,即是光年之外,身处洼地,却能捕捉来自遥远星系的极微弱信号,这就是被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜FAST。2016年9月25日,FAST在贵州平塘落成启用,到现在已经整整六年时间。“中国天眼”六周年,FAST交出了一份怎样的成绩单?我们为何要建造这样一只巨大的天眼?口径500米,FAST究竟有多大?这样一个庞然大物,如何进行清洁养护?未来FAST还可能给我们带来些什么?一起进入今天的一问到底。

FAST交出怎样的成绩单?

首先,大家最关心的就是,落成启用六年来,FAST都探测到了些什么呢?

作为一名“深空猎手”,FAST最擅长的就是冲出太阳系,寻找新星,特别是快速旋转、密度极高的脉冲星。截至今年7月底,科学家通过FAST发现的脉冲星已经超过660颗,这个数量是同一时期国际上所有射电望远镜发现脉冲星总数的5倍以上。

此外,就在日前,我国科学家还通过FAST对一例位于银河系外的快速射电暴开展了深度观测,首次探测到距离快速射电暴中心仅1个太阳到地球距离的周边环境的磁场变化,向着揭示快速射电暴中心引擎机制迈出重要一步。所谓快速射电暴是宇宙中偶发的一种射电天文现象。在几毫秒的时间内,快速射电暴所释放的能量,相当于全世界一天总发电量累积几百亿年的总和。快速射电暴于2007年首次被发现,迄今已经发现了几百个。

FAST与普通望远镜有何不同?

在大家的印象中,望远镜都是一个圆筒,为什么FAST是一口大锅呢?这是因为FAST属于射电望远镜,而这类望远镜的基本工作原理是,将宇宙投射到地球微弱的电磁波通过弧面汇集到一起,这样就能使电磁波变得更加清晰。与圆筒形的光学望远镜不同,射电望远镜观测的是来自宇宙的无线电波。

500米口径 FAST究竟有多大?

我们知道,FAST这口大锅就建造在贵州平塘大山之中的一个球形洼地之上,它是一个口径达到500米的庞然大物。那这500米口径,直观看上去究竟有多大呢?此前我们的记者曾用脚步丈量过FAST的周长,我们再来回顾一下。

总台央视记者 沈忱:反射面口径有三十个足球场大,三角形的反射面单元有4450块。它就是世界上最大单口径、最灵敏的射电望远镜FAST。在我这个位置看FAST只能感觉它超级大,但是根本就看不全它。当无人机飞到了距离我1123米远,345米高的位置,终于看到了全貌。用脚丈量了一下这个观天巨眼的周长 ,FAST直径500米,徒步量的周长比公式算的多了70米误差。

“望天巨眼”FAST最远能够“看”多远?

很多朋友一定好奇,我们为什么要建造如此庞大的一只“观天巨眼”?FAST最远又能看多远呢?科学家告诉我们,想要获得更多、更详尽的天文学数据,就需要有更大接受面积的望远镜。更大的接收面积,意味着会有更强的暗弱信号探测能力,可以扩大观测样本数量,提高发现奇特天文学现象的概率,同时还能看到更远的天文学现象。比如说我们现在抬头看到的太阳,其实是8分钟之前的太阳,我们现在看到的银河系边缘可能是十几二十万年前的银河系边缘,如果我们想要看到更早期的宇宙现象怎么办?那只能朝更远的地方去看、去探测。理论上说,FAST能接收到137亿光年以外的电磁信号,这个距离接近于宇宙的边缘。

体形巨大 FAST如何清洁养护?

因为体形够大,所以看得更远。但也有朋友好奇,如此庞大的一口大锅,日常如何进行清洁养护?此外贵州山区多雨,下雨时FAST又会不会积水呢?此前我们的记者曾对此进行过亲身体验。我们再来回顾一下。

总台央视记者 帅俊全:我现在是在FAST底部的1号测量基墩上,今天要以一种非常浪漫的方式带大家去感受FAST的壮观和魅力,因为在我旁边可以看到这是一个直径达7.6米的氦气球,稍后工作人员会被氦气球吊起来,以一种微重力蜘蛛人的方式来进行高空作业。

乘坐氦气球来检修维护望远镜,这在全世界也是头一回。

FAST口径为500米,从圈梁到底部高差达140多米,相当于50多层楼高,用于反射信号的铝合金面板又非常“娇贵”,所以FAST日常的高空检修维护困难重重。几经试验比较,安全系数相对较高的氦气球成了高空作业的首选方式。

在氦气球浮力和三根牵引绳的协助下,科研人员如同蜘蛛人一样在反射面板上爬行,两个小时就完成了多个点位的检修维护。高空蜘蛛人究竟如何检修呢?带着疑问,记者也体验了这种独特的作业方式。

总台央视记者 帅俊全:经过科研人员的允许之后,现在是乘坐氦气球来到了FAST的反射面板之上,可以看到我现在穿的服装非常特殊,脚步、膝部以及肘部都是加了防护的面板,这样子可以减少对反射面板的一个压力。大家也很好奇,这样一口超级大锅,在下雨的时候会不会积水?其实这里就可以近距离地给大家揭秘了,可以看到这样的反射面板都是由一块一块的、带有无数小孔的这样一个面板组成的,它的透光率是达到了50%,所以说整体的这样一个设计是非常的科学合理的。

为何一定要建设"中国天眼"?

设计合理,高效运行,中国天眼FAST正探测向深远、更深远的宇宙尽头。落成启用六周年,我们还是要回到最初的那个问题,为什么一定要建设中国天眼呢?来听一听中国天眼首席科学家的回答。

中国天眼首席科学家 李菂:天文属于既古老又现代的科学,它是基础科学里最基础的一个科学。我们之所以要看是两个原因,第一个是它在那儿,你总不能瞎,抬头就看见了,看见了你就需要记录它,需要研究它。第二个是满足个人和群体的好奇心,你说它的必要性在哪儿,它为什么是我们群体生存的一个必要呢?是因为我们不能都只看眼前的事,这样我们很快就会面临我们都没有想象到的或者没有看到的重大挑战。而如果我们没有提前的好奇心,去做这些基础研究的准备的话,我们就会无法应对这种挑战。我看一亿光年以外有什么用?可能永远没有什么用,但是我们以人类整体的好奇心为驱动,我们去扩展整个全人类的视野。