經(jīng)歷了調(diào)試、試運行和正式開放運行后近6000個機時的觀測服務(wù)積累,目前“中國天眼”運行穩(wěn)定可靠,靈敏度穩(wěn)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”?,F(xiàn)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(fā)現(xiàn)反射面是一塊塊三角形為主構(gòu)成的。
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。
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(xù) 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(qū)域。
為了讓“天眼”看得更遠更廣,中國技術(shù)團隊攻克超高強度、抗反復(fù)拉伸的鋼索,首創(chuàng)主動變形反射面,使望遠鏡覆蓋40度天頂角。
當(dāng)反射面變形時,2000多個液壓促動器協(xié)同運動,帶動索網(wǎng)上固定的4450個反射單元精確定位。千變?nèi)f化的這張“金屬臉”,堪稱地球上最大的“表情包”。
2019年8月28日拍攝的不同光線環(huán)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(wǎng)結(jié)構(gòu)為核心的主動反射面,是“天眼”三大技術(shù)創(chuàng)新中最重要的。用結(jié)構(gòu)力學(xué)博士出身的“中國天眼”總工程師姜鵬的話說,這個索網(wǎng)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(jīng)在直徑約10萬光年的銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)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(fā)射線。
只不過對天文學(xué)家來說,他們不愿意強調(diào)天體的距離。一是因為脈沖星等很難準(zhǔn)確定位,多是根據(jù)色散估算距離;二是因為科學(xué)探索需要一步一個腳印,眼下重點關(guān)注的是地球所在的銀河系?!疤煅邸睂硪欢〞闇?zhǔn)更多河外星系乃至宇宙邊緣。
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