“中国天眼”到底是怎么实现观测的?原来......
“中国天眼”到底是怎么实现观测的?原来......
浩瀚无垠的宇宙中,存在大量人眼无法直接观测到的物质。而中国的"天眼"FAST,凭借其独特的设计和强大的功能,能够灵敏地捕捉到这些物质的存在。那么,这台被誉为全球最大、最灵敏的单口径球面射电望远镜,究竟是如何实现观测的呢?
"中国天眼",即500米口径球面射电望远镜(FAST),占地面积约25万平方米,相当于30个足球场大小。它由主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端系统及观测基地等几大部分构成。
FAST主要观测的是频率在70兆赫兹至3吉赫兹之间的射电波段。射电波段属于大气窗口,人类正是通过大气窗口才得以观测宇宙。大气窗口指的是电磁波在大气中传播时,透过率较高的一些特定波段。在这些波段,电磁波受到大气的吸收、散射等影响相对较小,因此我们可以利用这些波段进行天文观测和研究。射电波段就是一个大气窗口,并且因为波长长,不被吸收,散射得也不厉害,连多云天都可以做观测。
那么,"中国天眼"具体是怎么实现观测的呢?
首先它拥有一个500米口径的主动反射面,反射面面积约等于30个足球场大小,由4450块带有5毫米孔洞、厚1毫米的铝合金反射面板拼接而成。其下遍布2225根下拉索和促动器。巡天时,反射面会在目标天区对应位置通过下拉索瞬时变形成300米口径的抛物面,通过抛物面把平行到达的电磁波汇聚在一点。
此时,6根长600多米的钢索会把装有电磁波接收装置的馈源舱牵引到焦点上。通过馈源舱底部的馈源接收机收集宇宙电波。这些收集到的宇宙信号又会顺着钢索上的光缆,传回总控制室。人类就是这样通过阅读宇宙电波,发现宇宙奥秘。
目前,这只"巨眼"通过射电波段已经找到了超过900颗脉冲星。脉冲星无法被人眼观测,但如果我们有能力去到数十光年外的深空,那么这些能够发出规律强烈脉冲信号的脉冲星,就是宇宙航行的指路"明灯"。没有它们,我们会分分钟迷失在宇宙的无边黑暗中。
"中国天眼"是我国打造的全球最大、最灵敏的单口径球面射电望远镜。我们究竟为什么要建造这样的巡天"巨眼"去了解亿万光年外的事情呢?
FAST运行和发展中心常务副主任、总工程师姜鹏给出了答案:"FAST所面向的天文学问题,是人类共同的好奇心。人类的好奇心从一出生就存在,包括我们好奇我们从哪里来,我们在哪里,我们将要去向哪里。这些问题其实跟宇宙学中终极的三大问题是息息相关的,就是宇宙起源,星体起源,还有生命起源。而FAST这巨大的接收面积和超高灵敏度却特别适合回答这些问题。"