2016年7月3日,貴州黔南州平塘縣,世界最大單口徑射電望遠鏡—500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)的最后一塊反射面單元成功吊裝,這標志著FAST主體工程順利完工。作為中國天文學研究的最新利器,它將致力搜尋更多的奇異天體,觀測脈沖星,探索宇宙起源、星系與銀河系的演化,甚至還可以搜索星際通信信號,開展對地外文明的探索。
130億光年之外,在發生什么?
從17世紀意大利科學家伽利略第一次把簡陋的5厘米望遠鏡轉向天空的那一刻起,人類便打開了認知新世界的大門。
1990年4月24日,哈勃太空望遠鏡搭乘發現號航天飛機進入太空。作為人類最敏銳的“眼睛”之一,它讓人們看到了前所未有的宇宙景象,將視野擴展到130億光年以外。在此之前,人類能夠觀測到的宇宙范圍只有70億光年。
2016年9月25日,世界上最大單體射電望遠鏡工程—FAST射電望遠鏡,在貴州平塘縣正式竣工運行。這個直徑500米的望遠鏡又名“中國天眼”,將人類的視野再次擴大到137億光年以外。與此同時,它還具有搜索暗弱脈沖星及其他暗弱射電源的能力,在地外生命的搜索等方面,有望實現科學技術的重大突破。
曾幾何時,世界領先的射電天文望遠鏡均由歐美國家建造。如今,FAST的出現使我國在相關領域步入世界先進行列。
建設新一代射電望遠鏡,接收更多外太空的訊息,這是FAST首席科學家、總工程師南仁東在上世紀90年代提出的設想。經過長達20多年的選址和施工,“天眼”最終在貴州天然的喀斯特地貌上“張開”。
從高空望向地面,FAST的巨大反射弧面像是一口嵌入地面的大鍋。6個支撐塔在周圍高高豎起,網格爬滿“鍋”底,反射面面板一圈一圈鋪滿索網的空隙,織成巨網。
這是世界上第一個采用變位工作方式的索網體系,也是世界上跨度最大、精度最高的索網結構。索網可以根據觀測天體的方位,在FAST反射面的不同區域形成直徑為300米的拋物面,以實現精確觀測。這個可移動的拋物面,被人們形象地稱為天眼的“虹膜”。
至于天眼的核心組成部分“瞳孔”—饋源艙,定位精度和工程難度更是前所未有。饋源是指射電天文望遠鏡用來接收天體信號的系統,饋源艙就是用于安放這個系統的平臺。
經過工程師們的反復驗算,FAST望遠鏡創新性地采取輕型索支撐饋源平臺方案,把饋源艙減重到30噸,由6條600多米長的鋼索吊在空中精準定位,誤差不超過48毫米。
中科院國家天文臺原副臺長鄭曉年表示,FAST突破了射電望遠鏡的百米極限,它與號稱“地面最大的機器”的德國波恩100米望遠鏡相比,靈敏度提高約10倍。在未來20年至30年的時間里,FAST都將保持世界一流設備的地位。
截至今年9月中旬,FAST發現的脈沖星數量已經達到224顆,在國際上所有的望遠鏡中,處于一流水平。宇宙浩瀚無窮,探索永不停止。中國科學院國家天文臺表示,FAST將開啟地外文明搜索,尋找來自宇宙深處高智慧生命的信號。也許有一天,“天眼”將會收到外太空生命體的回聲。