中国天眼核心阵升级启动,将大幅提升观测能力
中国天眼核心阵升级启动,将大幅提升观测能力
2024年9月25日,中国天眼FAST核心阵试验样机建设正式启动,这一重大升级将为人类探索宇宙奥秘提供更强大的观测能力。
升级方案:24台40米口径望远镜组阵
此次升级的核心是在FAST周边5公里范围内建设24台40米口径的全可动射电望远镜,与现有的500米口径球面射电望远镜组成综合孔径阵,即FAST核心阵。这种设计充分利用了FAST周边优良的电磁环境,通过阵列观测实现更高的分辨率和成像能力。
然而,这一升级方案也带来了两大技术挑战:
- 高性能常温接收机的研发:这是团队此前未曾涉足的领域
- 综合孔径数据处理技术:特别是不同孔径望远镜协同观测的数据处理,在国内尚无成熟经验
性能提升:从“看得远”到“看得清”
FAST作为世界最大、灵敏度最高的单口径射电望远镜,其综合性能已达到国际领先水平。自运行以来,在脉冲星、快速射电暴、纳赫兹引力波等领域取得了多项重要原创性成果。
然而,与国际一流阵列望远镜相比,FAST的分辨率仍有不足。通过增加24台40米口径望远镜,相当于将其变成一个更大口径的望远镜阵列,从而大幅提升分辨能力。这将使得FAST不仅保持灵敏度优势,还能获得更高的空间分辨能力,实现从“看得远”到“看得清”的跨越。
应用前景:多领域突破可期
升级后的FAST核心阵将在多个前沿领域发挥重要作用:
- 引力波事件监测:提高对引力波源的定位精度
- 快速射电暴研究:捕捉更多细节,揭示神秘现象
- 伽马射线暴观测:提供更高分辨率的成像数据
- 超新星和黑洞潮汐瓦解事件:实现更精细的观测
除了天体物理学研究,FAST核心阵还将在近地天体预警、深空卫星通讯等深空探测领域发挥战略支撑作用,为我国空天安全提供重要保障。
战略意义:保持国际领先地位
此次升级是对标国际前沿的前瞻性布局。国际上,平方公里阵列(SKA)和下一代甚大阵(ngVLA)等项目正在推进,预计分别于2029年和2035年建成。这些设施建成后,可能会在某些方面超越FAST。因此,通过核心阵升级,FAST将保持其在灵敏度和分辨率方面的竞争优势,继续领跑全球射电天文观测领域。
此次升级采用低成本、可快速实施的方案,既满足了科研需求,又体现了大科学装置建设的科学性和经济性。这种既追求卓越又注重实效的策略,将为我国未来大科学装置的建设和发展提供重要借鉴。
中国天眼FAST的这次升级,不仅是其自身观测能力的提升,更彰显了中国在射电天文学领域的雄心和实力。随着核心阵的建成,这台世界级的射电望远镜将为人类探索宇宙开启新的篇章。