世界上八座大型射電望遠(yuǎn)鏡

安利

中國(guó)的“天眼”（FAST）以500米的口徑成為世界最大的球面射電望遠(yuǎn)鏡。在“以大為美”的天文觀測(cè)領(lǐng)域，要比較射電望遠(yuǎn)鏡的大小，需要分清射電望遠(yuǎn)鏡的形態(tài)，是拋面的、球面的、帶形的，還是把許多單個(gè)射電鏡連起來(lái)組成的陣列（這個(gè)陣列可以看作是一個(gè)超大型射電望遠(yuǎn)鏡）。下面就讓我們盤點(diǎn)一下不同類型的射電望遠(yuǎn)鏡究竟有多大。

1.“天馬”（65米）

拋物面射電鏡是最常見(jiàn)的射電望遠(yuǎn)鏡類型。上海65米口徑射電望遠(yuǎn)鏡也叫天馬望遠(yuǎn)鏡，坐落于上海松江佘山，是亞洲最大、世界第四的全方位可動(dòng)大型射電望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，建成于2012年。它可以探測(cè)到百億光年外的天體。

2.“洛弗爾”（76米）

英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的洛弗爾射電望遠(yuǎn)鏡拋物面天線直徑76米，1957年竣工時(shí)是世界上最大的全動(dòng)式射電望遠(yuǎn)鏡，現(xiàn)在則排名第三。洛弗爾是一名英國(guó)天文學(xué)家，為射電天文學(xué)研究做出過(guò)重要貢獻(xiàn)。所謂射電天文學(xué)，是指以無(wú)線電接收技術(shù)為觀測(cè)手段來(lái)研究天文現(xiàn)象。

3.“埃菲爾斯伯格”（100米）

位于德國(guó)波恩附近的埃菲爾斯伯格射電望遠(yuǎn)鏡建成于1972年，其拋物面天線直徑100米，拋面盤由2372塊長(zhǎng)3米、寬1.2米的金屬板排列成17個(gè)同心圓環(huán)構(gòu)成。這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)波段很寬，從90厘米到3毫米，靈敏度和分辨率較高，率先在毫米波段觀測(cè)到脈沖星的輻射，在射電星系、活動(dòng)星系核、星際分子等的觀測(cè)中也取得了成果。

4.“綠岸”（110米）

羅伯特·伯德綠岸望遠(yuǎn)鏡位于美國(guó)西弗吉尼亞州，拋物面天線直徑最長(zhǎng)達(dá)110米，是世界上最大的全可動(dòng)射電望遠(yuǎn)鏡，同時(shí)也是世界上最大的陸基可移動(dòng)物體，高146米，重7700噸。該鏡采用了獨(dú)特的離軸設(shè)計(jì)，這樣天體的輻射可以直接到達(dá)天線表面，增加了有效面積。綠岸望遠(yuǎn)鏡2000年投入運(yùn)行，其所在區(qū)域?qū)儆诿绹?guó)“無(wú)線電靜默區(qū)”的核心地帶，這里沒(méi)有手機(jī)、無(wú)線WiFi、電視甚至微波爐。望遠(yuǎn)鏡靈敏到可以捕捉“猶如一片雪花輕墜地面”的微弱信號(hào)。從2011年開(kāi)始，它還把從“開(kāi)普勒”天文望遠(yuǎn)鏡所發(fā)現(xiàn)的潛在類地行星中精選出的一些行星作為觀測(cè)對(duì)象，以期尋找可能的地外文明。

5.“阿雷西博”（350米）

阿雷西博望遠(yuǎn)鏡建在美屬波多黎各島上一座天然火山口中，口徑305米，后擴(kuò)建為350米。和上面那些可轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡不同，它的口徑太大了，很難被支撐住，更不用說(shuō)動(dòng)起來(lái)了，只能挖個(gè)坑放進(jìn)去。由于轉(zhuǎn)動(dòng)不了，需要采用球面主鏡，利用“鍋”的不同部位，“將就”著掃描不同方向的天體。自1963年投入運(yùn)行以來(lái)，科學(xué)家利用該鏡已取得多項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)。如1974年泰勒和赫爾斯發(fā)現(xiàn)一種新的脈沖星——脈沖雙星，因此而獲得1993年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

6.FAST（500米）

前面提到，雖然可以利用球面鏡某些部位和拋面鏡的相似性“將就”著掃描不同的方向，但球面還是有缺陷，即無(wú)法像拋物面那樣把電磁波匯聚在一個(gè)點(diǎn)上，只能匯聚在一條線上，再利用復(fù)雜而笨重的饋源艙來(lái)采集信號(hào)。FAST最大的技術(shù)成就是解決了球面鏡隨時(shí)變拋面鏡這一難點(diǎn)，而且還能讓拋面鏡動(dòng)起來(lái)，眼觀六路，耳聽(tīng)八方。接收信號(hào)也輕松很多，用一個(gè)相對(duì)輕巧的饋源就行。之所以FAST仍被稱為世界最大口徑的球面射電望遠(yuǎn)鏡，是因?yàn)樽龀汕蛎娴模渚植孔冃螢閽佄锩孀钊菀住?/p>

7.RATAN-600（576米）

世界上最大的單體射電望遠(yuǎn)鏡是位于俄羅斯北高加索地區(qū)的RATAN-600，建成于1974年。近900塊反射單元圍成一個(gè)圈，形成直徑576米的單體射電望遠(yuǎn)鏡，正中心是饋源艙。不過(guò)，RATAN-600屬于非主流的帶形射電鏡，世界上應(yīng)用的不多。

8.VLA（陣列）

甚大陣列（VLA）位于美國(guó)新墨西哥州，由27臺(tái)25米口徑的射電望遠(yuǎn)鏡排成Y字型，是世界上最大的綜合孔徑射電望遠(yuǎn)鏡。人們可以通過(guò)鐵軌移動(dòng)單個(gè)望遠(yuǎn)鏡，來(lái)改變望遠(yuǎn)鏡間的距離，從而構(gòu)成不同的陣型來(lái)滿足不同的觀測(cè)需要。為了紀(jì)念射電天文學(xué)之父卡爾·央斯基，現(xiàn)在VLA改名叫央斯基甚大陣列。計(jì)劃開(kāi)建的SKA（平方千米陣列）將由分布在南非和澳大利亞的數(shù)千個(gè)較小的射電望遠(yuǎn)鏡組成，全部建成之后將成為人類有史以來(lái)最大的望遠(yuǎn)鏡。

【責(zé)任編輯】龐 云