獨門絕技四:深空獵手
首先,F(xiàn)AST能夠沖出銀河系,尋找新星,特別是快速旋轉(zhuǎn)、密度極高的脈沖星,F(xiàn)AST期望第一年就找到50-80顆銀河系外的脈沖星。FAST還可能觀察到早期宇宙的蛛絲馬跡——中性氫云團(tuán)的運動,掌握星系之間互動的細(xì)節(jié),揭秘宇宙的起源和演化。類似的道理,F(xiàn)AST還能監(jiān)聽到一些太空有機(jī)分子發(fā)出的獨特電磁波,搜索可能的星際通訊信號和外星生命。尋找外星生命是所有望遠(yuǎn)鏡的使命之一,也是科幻愛好者們關(guān)注的熱點,探索宇宙志在深空,巨大而靈巧的FAST,已經(jīng)蓄勢待發(fā),奇跡與驚喜,就在眼前。
觀天巨眼——天文望遠(yuǎn)鏡的前世今生
天文望遠(yuǎn)鏡就好像是一個個觀天巨眼,幫助我們觀測宇宙星空,探索世界奧秘。
四百年前首架望遠(yuǎn)鏡問世
四百年前,歷史上第一架天文望遠(yuǎn)鏡在歐洲問世,這是天文學(xué)史上劃時代的創(chuàng)舉。這架望遠(yuǎn)鏡的口徑為4.2厘米,長約1.2米,聚光能力能達(dá)到肉眼的一百倍左右。利用這架光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,伽利略觀測了月球環(huán)形山、太陽黑子、木星的衛(wèi)星等,獲得一系列重大發(fā)現(xiàn),打開了人類認(rèn)識和探索宇宙的窗口。
在過去四百多年中,望遠(yuǎn)鏡的制造技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,光學(xué)鏡片的口徑最大已經(jīng)達(dá)到了10米,比世界上第一臺望遠(yuǎn)鏡大了數(shù)萬倍,集光能力隨著口徑的增大而增強(qiáng),能夠探測到更遠(yuǎn)更暗的天體。1990年,美國把哈勃望遠(yuǎn)鏡發(fā)射到了太空,幫助人們首次窺探到宇宙深處的星系面貌,引領(lǐng)了天體物理研究的前沿。
無線電技術(shù)發(fā)展射電望遠(yuǎn)鏡脫穎而出
第二次世界大戰(zhàn)以后,伴隨著無線電技術(shù)的進(jìn)步,射電望遠(yuǎn)鏡脫穎而出。1963年美國在波多黎各建造了直徑達(dá)305米的射電望遠(yuǎn)鏡,順著山坡固定在地表,是目前世界上最大的單孔徑射電望遠(yuǎn)鏡。1962年世界上首個綜合孔徑射電望遠(yuǎn)鏡陣列建成,多個小望遠(yuǎn)鏡組合起來獲得相當(dāng)于大口徑單天線的集光能力,是望遠(yuǎn)鏡發(fā)展史上的一個重大事件,發(fā)明人因該項技術(shù)獲得了1974年諾貝爾獎。
我國射電天文起步相對較晚,經(jīng)過近半個世紀(jì)的發(fā)展,已經(jīng)在繞月探測衛(wèi)星的精確測定軌中發(fā)揮了重要作用?,F(xiàn)在,國內(nèi)大型望遠(yuǎn)鏡的建造也日新月異。2012年上海建成65米口徑射電望遠(yuǎn)鏡,綜合性能位居世界前列。2011年,世界最大口徑的500米球面射電望遠(yuǎn)鏡在貴州開工,預(yù)計在今年9月全部建成并投入使用,將成為最靈敏的觀天巨眼。
盤點世界著名望遠(yuǎn)鏡
美國阿雷西博望遠(yuǎn)鏡(ARECIBO)
美國阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡位于波多黎各島上的一座天然火山口當(dāng)中,是目前世界上已建成的、最大單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡。其反射面口徑為350米。波多黎各島位于赤道附近,這個位置對于跟蹤和觀測行星、脈沖星和其他天體十分理想。
阿塔卡瑪大型毫米波天線陣(ALMA)
阿塔卡瑪大型毫米波天線陣位于智利北部的查南托高原,由64面口徑為12米的射電天線組成,是多個國家的研究機(jī)構(gòu)合作建造的大型射電望遠(yuǎn)鏡陣列。這里海拔五千多米,是地球上氣候最干燥的地區(qū)之一,非常適合毫米波天文觀測。
澳大利亞平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡
澳大利亞平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡(ASKAP)位于澳大利亞的默奇森地區(qū),由36架碟形天線組成,每架天線的直徑為12米,該望遠(yuǎn)鏡陣列造價6500萬英鎊。這一區(qū)域沒有其他無線電信號干擾,可以清楚地接收到來自宇宙的信號。
中國上海佘山65米口徑射電望遠(yuǎn)鏡
中國上海佘山65米口徑射電望遠(yuǎn)鏡,是目前亞洲最大的可轉(zhuǎn)射電望遠(yuǎn)鏡,其主反射面面積達(dá)到了3780平方米,綜合性能為亞洲第一、世界第四。它可以觀測到100多億光年以外的天體,在我國的嫦娥探月工程、火星探測等一系列重要的深空探測任務(wù)中都有它的身影。
哈勃望遠(yuǎn)鏡
雖然射電望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展越來越快,但是光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的作用依然不可替代。最早的空間望遠(yuǎn)鏡是哈勃望遠(yuǎn)鏡,1990年由美國航天飛機(jī)送上太空,以2.8萬公里的時速沿軌道運行。哈勃望遠(yuǎn)鏡長13.3米,直徑4.3米,清晰度是地基望遠(yuǎn)鏡的10倍以上。作為天文史上最重要的儀器之一,哈勃望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)在探測黑洞、暗物質(zhì)和恒星演變等方面發(fā)揮重大作用。
郭守敬望遠(yuǎn)鏡(LAMOST)
在地基天文望遠(yuǎn)鏡中,光譜獲取率最高的是我國自主設(shè)計建造的郭守敬望遠(yuǎn)鏡(LAMOST)。該望遠(yuǎn)鏡坐落在中科院國家天文臺興隆觀測站,2008年建成。首次在國際上采用多鏡片拼接主動調(diào)節(jié)的方式,可同時獲得4000個天體的光譜,使我國光譜巡天技術(shù)真正走到了世界前列。