今起正式對全球開放,「中國天眼」究竟能「看」多遠?

中新網北京3月31日消息,中國科學院國家天文台宣布:被譽為「中國天眼」的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST),北京時間3月31日零點向全世界天文學家發出邀約,徵集觀測申請。這也意味着,從此刻起,「中國天眼」已成為「世界巨眼」,正式向全世界開放。

中科院國家天文台介紹說,「中國天眼」是中國具有自主知識產權和當今世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。自2020年1月通過國家驗收啟動運行以來,「中國天眼」設施運行穩定可靠,發現的脈沖星數量已達到300顆,並在快速射電暴等研究領域取得重大突破。

本着開放天空的原則,「中國天眼」於北京時間2021年3月31日零點向全世界天文學家發出邀約,徵集觀測申請(可登錄http://fast.bao.ac.cn/proposal_submit查看通知並提交申請),所有國外申請項目統一參加評審。徵集項目的評審結果將於2021年7月20日對外公布,觀測時間將從2021年8月開始。

中科院國家天文台表示,「中國天眼」將以更加開放的態度向全球提供研究設施,給世界天文學界提供更多的觀測條件,為構建人類命運共同體貢獻中國智慧,努力推動世界科技發展和人類文明進步。

另據南方+客戶端消息,無論是「搜索地外文明」,還是探測發現脈沖星進而探尋宇宙起源的秘密,「中國天眼」在被寄予厚望的同時,又始終像包裹着一層神秘的面紗。今天,記者將帶你認識「中國天眼」的前世今生,追問「中國天眼」究竟能夠「看」多遠。

今起正式對全球開放,「中國天眼」究竟能「看」多遠?

3月28日拍攝的「中國天眼」全景(維護保養期間拍攝,無人機照片)。

「中國天眼」有多大?

「天眼」又稱FAST(Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope),是500米口徑球面射電望遠鏡的簡稱。它位於貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮大窩凼的喀斯特窪坑中,是國家重大科技基礎設施,由中國科學院國家天文台主導建設,是具有我國自主知識產權、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。

事實上,早在1994年,我國科學家南仁東就提出建設「天眼」的構想。時隔17年後,2011年3月25日,「中國天眼」開工建設,2016年9月25日落成啟用。去年1月11日,「中國天眼」通過國家驗收,投入正式運行。

很多網友打趣說,「天眼」就像一口大鍋,那麼,下面幾組數據讓我們能夠一窺這口大鍋的奧秘:

大——反射面由4450個反射單元構成,總面積為25萬平方米,相當於30個標准足球場那麼大。如果把它看成是一口盛滿水的鍋,容量夠全世界每個人分到4瓶水。

巧——30噸的饋源艙通過6根鋼索控制,可以在140米高空、206米的尺度范圍內實時定位。

強——能看見更遙遠暗弱的天體,它1分鍾就能發現的星體,即使把坐標提供給百米口徑的射電望遠鏡,對方也要9分鍾才能看見。

精——500米的尺度上測量角度精確到8角秒,10毫米的定位精度要求最高做到了3.8毫米。

今起正式對全球開放,「中國天眼」究竟能「看」多遠?

3月28日拍攝的「中國天眼」全景(維護保養期間拍攝,無人機照片)。

「中國天眼」有多強?

2021年全國兩會前夕,全國政協委員、中國科學院院士、FAST科學委員會主任武向平透露,截至今年3月,「中國天眼」已發現脈沖星數量超過300顆。

脈沖星就是旋轉的中子星,因不斷地發出電磁脈沖信號而得名,其密度每立方厘米相當於1萬艘萬噸巨輪的質量壓縮起來,那是一個地球上無法想象的、類似科幻小說《三體》里「水滴」的世界,從脈沖星中遴選出脈沖信號穩定的毫秒脈沖星,將來有望應用於星際導航。

舉例來說,如果你要走到火星甚或走出太陽系、銀河系,根本無法用地球上的GPS去導航,但如果能知道宇宙中很多脈沖星的位置,就可以通過它來定位、導航。

1967年,人類發現了第一顆脈沖星;直到50年後,中國人才用自己的射電望遠鏡FAST發現了第一顆新脈沖星。而在如此短時間內發現這麼多顆脈沖星,足見「天眼」實力之強。武向平期待,未來5年這一數字能達到1000顆,甚至能找到銀河系外的第一顆脈沖星。

此外,「天眼」脈沖星計時精度領先國際水平4倍以上,有望在納赫茲引力波這一備受全世界關注的前沿科學探測方面取得重大突破。

而在地外文明搜索方面,「天眼」安裝了專門的後端設備,主要就是從「天眼」浩如煙海的電磁信號中,篩選出有用的窄帶候選信號,而把天體和人工信號排除掉。美國加州大學伯克利分校地外文明研究團隊基於幾十年的地外文明搜索經驗,攜手中國科學院國家天文台,為「中國天眼」量身開發了這套專門設備。

「中國天眼」追逐外星人的姿勢,和它的巡天模式有關,除了藉助地球自轉靜悄悄地「偷看」天空外,還能向特定的目標天體暗送「秋波」,反復觀測。經過驗證,「天眼」的後端設備非常有效。高分辨率使得這套設備對宇宙噪音的處理能力非常出色,讓「天眼」在外星人搜尋上如虎添翼。

專家表示,FAST作為世界最大的單口徑望遠鏡,將在未來20至30年保持世界一流地位。

今起正式對全球開放,「中國天眼」究竟能「看」多遠?

3月29日拍攝的夜幕下的「中國天眼」。

「中國天眼」能「看」多遠?

能刺穿「光年之外」,刷新宇宙深空的天圖;能巡視宇宙大爆炸「蹤跡」,洞悉宇宙「前世」……

「中國天眼」有四大科學目標:

◎巡視宇宙中的中性氫,研究宇宙大尺度物理學,以探索宇宙起源和演化;

◎觀測脈沖星,研究極端狀態下的物質結構與物理規律;

◎主導國際低頻甚長基線干涉測量網,獲得天體超精細結構;

◎探測星際分子;搜索可能的星際通信信號。

為了這四大目標,「天眼」全副武裝,前所未有地擴大了人類探索宇宙的「可視范圍」——與美國的「鳳凰」計劃相比,口徑500米的「中國天眼」可將類太陽星巡視目標擴大至少5倍,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。

「天眼」的目光之長遠,還在於它向全人類科學界敞開胸懷:

自3月31日起,各國科學家可以通過在線方式向國家天文台提交觀測申請,申請的項目將交由「中國天眼」科學委員會和時間分配委員會進行評審、提出項目遴選建議。所有國外申請項目統一參加評審,評審結果將於7月20日公布,觀測時間將從8月開始。

讓我們共同期待,在全球科學家的共同努力下,「中國天眼」能夠帶領人類更加清晰地「看到」我們身處的這個宇宙。

今起正式對全球開放,「中國天眼」究竟能「看」多遠?

3月28日拍攝的夜幕下的「中國天眼」全景。

(原題為《「中國天眼」成為「世界巨眼」:正式向全世界開放》、《今天起正式對全球開放,「中國天眼」究竟能「看」多遠?》)

來源:cnBeta