中國自主設計建造的“天眼FAST射電望遠鏡”,為全球最大的單口徑射電望遠鏡。
為什麼現在的天文觀測成果一直沒有“天眼”的觀測成果?它不是被稱為全球最大的單口徑射電望遠鏡嗎?按道理說應該可以發現更多有價值的觀測成果,為什麼自建成以來一直不見和“天眼”有關的成果?
圖解:“天眼FAST射電望遠鏡”位於中國貴州省
難道“天眼FAST射電望遠鏡”只是空有其表?首先給大家解釋一下。
我們之所以一直無法看到有關“天眼”的觀測成果,是因為自建成以來到2020年1月11日,它一直都是在除錯階段,並沒有正式的對科學家開放,也沒有正式的投入科研使用階段,所以關於“天眼”的觀測成果很少,但也並不是沒有成果。
舉例說明:在除錯階段時,“天眼”就已經顯示出了它的實力。
2017年除錯階段時,“天眼”就發現了100多顆脈衝星,其中就包含了一顆很難被發現的毫秒級脈衝星。
圖解:中國新聞報道:J1859-0131,是被譽為"中國天眼"的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)於2017年8月22日在南天銀道面通過漂移掃描發現的脈衝星。自轉週期為1.83秒,距離地球約1.6萬光年。
“天眼FAST射電望遠鏡”於2020年1月11日成功通過國家的驗收
它將正式為科學家開放,正式投入使用階段。也就是從現在開始才是“天眼”真正大展身手的時候。
“天眼”到底是一個怎樣的望遠鏡?應該很多人都知道“哈勃望遠鏡”了,我們看到大部分的宇宙圖片,都是來自“哈勃”拍攝的。那“天眼”是不是比“哈勃”更強大?可以看得更遠?其實它們是有很大程度上的區別:
1.“天眼”它並不能像平常望遠鏡那樣看宇宙,它是用來接收無線電波的,所以更像是在“聆聽”宇宙。這個就是射電望遠鏡與“哈勃”光學望遠鏡的區別。
圖解:“天眼”射電望遠鏡工作原理
2. 光學望遠鏡是用可見光來觀測宇宙的,也就是它可以直接拍攝成像,但射電望遠鏡是用來接收各頻率的無線電訊號,所以用“聆聽”這個詞更為恰當。
圖解:“哈勃”光學望遠鏡結構示意圖
但這個“聆聽”可不是我們平常所理解的耳朵那個“聽”。我們的耳朵聽的聲音是來自空氣的震動,這和眼睛看到的物體的光是有本質區別的。
光學望遠鏡和射電望遠鏡,它們接收的其實都是電磁波,只不過光學望遠鏡接收的是我們可以看到的可見光波段的電磁波。
“天眼FAST射電望遠鏡”功能強大之處射電望遠鏡接收的是我們看不見的無線電波段電磁波,所以它接收的也是光,只是我們肉眼看不見的光,但可以通過電腦轉換成我們肉眼可以看見的光。
舉例說明:
第一、(M87星系中心的超大品質黑洞,它的品質是太陽的65億倍,距離地球5500萬光年)。2019年4月,公佈的首張黑洞照片就是用射電望遠鏡拍攝的。因為射電望遠鏡它接收的是無線電波段,這就意味著,它可以探測到更加遙遠、更加古老的宇宙。因為宇宙正處於膨脹階段,所以當宇宙越遙遠的光傳到地球時,波長已經從可見光波段被宇宙膨脹拉長到了無線電波段了,就像宇宙大爆炸時,輻射出來的高能電磁波,傳到地球被“天眼FAST射電望遠鏡”接收時,就已經是無線電波段了,這也是目前探測到宇宙電古老的光,而這是“哈勃”或光學望遠鏡無法辦到的。
圖解:公佈的首張黑洞照片
第二、無線電也可以輕易穿過大氣層,“天眼FAST射電望遠鏡”也不用考慮光學望遠鏡的光學汙染,所以“天眼FAST射電望遠鏡”即使是在地面上也可以有很好的探測效果,不用發射到大氣層之外。
圖解:“天眼FAST射電望遠鏡”發現的另一顆脈衝星“J1859-01”
因此,自20世紀30年代射電望遠鏡發明以來,一直都是天文學家探測遙遠古老宇宙的重要手段,以及那些看不到的天體,所以關於宇宙起源與演化的一些重大發現也都是因為射電望遠鏡的探測。
比如20世紀天文學的4大發現:有機分子、脈衝星、宇宙微波背景輻射和類星體,都是由射電望遠鏡發現的。
因此中國天文學家於1994年提出構想,建造全球最大的射電望遠鏡,用來探測宇宙的中性氫,研究宇宙大尺度物理學、探索宇宙起源、演化、觀測脈衝星、探測星際分子和搜尋地外文明的無線電訊號,來填補中國在這方面的空缺。
結語在中國的天文學家“南仁東”的領導下,從1993年3月“天眼FAST射電望遠鏡”專案的啟動,到2016年9月,“天眼”的建成再到2017年3月的除錯觀測,直至2020年1月11日國家的成功驗收,這個偉大的工程在歷時20多年之後,終於在1月11日正式投入使用,但“天眼之父·南仁東”中卻沒有等到這一刻的到來,他於2017年因病逝世,相信“天眼”肯定不會讓他失望,相信“天眼”也會給我們帶來重大的宇宙探測成果。