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問“中國天眼”|“慧眼”能刺穿“光年之外”?

2021-01-21 18:33:19   來源:新華社    
【摘要】

經歷了調試、試運行和正式開放運行后近6000個機時的觀測服務積累,目前中國天眼運行穩定可靠,靈敏度穩居世界射電望遠鏡之首,可有效探索的空間范...

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經歷了調試、試運行和正式開放運行后近6000個機時的觀測服務積累,目前“中國天眼”運行穩定可靠,靈敏度穩居世界射電望遠鏡之首,可有效探索的空間范圍體積遠超此前最先進的射電望遠鏡。

從古至今,人們都渴望一雙“慧眼”。現代望遠鏡,幫助人們看到更暗更遠的天體,成為能刺穿深空的“慧眼”。

對射電望遠鏡來說,反射面大小決定靈敏度,而靈敏度決定“眼力”。

找一張“天眼”的照片來看,外圈是“鳥巢”狀的圈梁,中間是反射面,但顏色不均勻。放大了仔細看,發現反射面是一塊塊三角形為主構成的。

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2019年8月27日拍攝的“中國天眼”(檢修期間拍攝)。新華社記者 歐東衢 攝

為什么顏色不均勻呢?因為每塊面板的反光角度有差別,金屬表層氧化、積塵也參差不齊。

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2016年6月30日拍攝的500米口徑球面射電望遠鏡工程反射面板的局部。新華社記者 劉續 攝

過去同類射電望遠鏡的反射面是固定的,只能通過改變接收機的位置掃描天空中約20度的帶狀區域。

為了讓“天眼”看得更遠更廣,中國技術團隊攻克超高強度、抗反復拉伸的鋼索,首創主動變形反射面,使望遠鏡覆蓋40度天頂角。

當反射面變形時,2000多個液壓促動器協同運動,帶動索網上固定的4450個反射單元精確定位。千變萬化的這張“金屬臉”,堪稱地球上最大的“表情包”。

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2019年8月28日拍攝的不同光線環境下的“中國天眼”(拼版照片,檢修期間拍攝)。新華社記者 歐東衢 攝

以索網結構為核心的主動反射面,是“天眼”三大技術創新中最重要的。用結構力學博士出身的“中國天眼”總工程師姜鵬的話說,這個索網工程是世界上跨度最大、精度最高、工作方式最特殊的。

有了主動反射面匯聚更多信號,與先進接收機配合,“天眼”就能捕捉更遙遠、更暗弱的天體。

那么“慧眼”能刺穿“光年之外”?答案是不在話下。

“中國天眼”已經在直徑約10萬光年的銀河系內發現一批脈沖星,又在遙遠的河外星系探測到快速射電暴和中性氫發射線。

只不過對天文學家來說,他們不愿意強調天體的距離。一是因為脈沖星等很難準確定位,多是根據色散估算距離;二是因為科學探索需要一步一個腳印,眼下重點關注的是地球所在的銀河系。“天眼”將來一定會瞄準更多河外星系乃至宇宙邊緣。

文字:齊健

視頻:楊焱彬、齊健、汪強

海報拍攝:劉續

海報制作:齊健、汪強

視覺/編輯:金地

    責任編輯:杜宇
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