科学探索|“中国天眼”六周年 这项独一无二的球面射电望远镜都有哪些成就?( 三 )
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这套系统一方面将不同的测量手段结合,实现了优势互补;另一方面在精度上也有提升,并且更重要的是提高了 FAST 的耐气候能力 。后续我们还用微波测距仪代替了激光全站仪 。此外,我们还经常把 GPS “倒过来”用,把基准站作为天上的卫星,反过来照馈源舱,这样达到了全天候高精度的目的 。
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FAST 有哪些成就?
从 1937 年到现在,射电望远镜已经发展了近 90 年的时间,我们的“中国天眼”在宇宙望远镜发展历史上划下了浓重的一笔,我们第一次站到了制高点,而且领先的不是一点点,在精度上领先了至少 2.5 到 3 倍的水平 。
FAST 的灵敏度、全天候运行能力,以及每年 6000 多个小时的观测时长,都是我们一开始没有想象到的 。
FAST 不光是一个性能卓越的射电望远镜,还是一台非常好用的射电望远镜 。截至今日,科学家通过 FAST 发现的脉冲星数量已经超过 660 颗,这个数量是同一时期、国际上所有射电望远镜发现脉冲星总数的5 倍以上 。同时,FAST 运行两年期间还帮助科学家们取得了一些重要的科学成果,这些科学成果包括 5 篇发表在《自然》上的论文、1 篇发表在《科学》上的论文,其中一些科学成果还在 2021 年被《自然》评选为十大突破和发现 。此外,2021 年中国两院院士评选的十大科学进展中也包含了 FAST 的成果 。
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在这些科学成果中,比较有意思是快速射电暴,这是 2007 年才发现的新天文现象 。快速射电暴是在千分之几秒的时间内,发出太阳数天、甚至一整年的能量的一种现象 。科学家很好奇快速射电暴的来源是什么,但是一直没有清晰的探测到,直到具有超高灵敏度的 FAST 清晰地测到了电磁波偏转角的变化——这意味着磁层结构在这类天体中扮演着非常重要的角色,基本预测了它是来自遥远的磁星 。
FAST 不仅可以用在科学研究,还可以用于实际应用 。比如将 FAST 跟主动雷达配合的话,将有可能在一千公里级轨道上看到毫米级水平,即观测到地球同步轨道上 50 毫米范围内的物体 。要知道现在航天发射任务都依赖于碎片的通量模型,需要躲开碎片,找到合理的发射窗口 。但是此前通量模型都是用国外的模型,但是有了 FAST,我们完全可以建立自主可控的通量模型 。
此外,FAST 还可以帮助我们进行近地天体预警 。比如 2019 年,有一个小行星在地月六分之一距离与我们擦肩而过,人类之所以没有测到,是因为它来自太阳的方向,强烈的太阳光让我们无法清晰地用光学望远镜观测到小行星 。但是如果用射电波段去观测的话,就有可能更早的把它探测到,所以它将来将会是一个近地天体防御的重要的战略支撑 。
未来,FAST 还会带给我们无数的想象,比如在 FAST 上加个发射装置,又能做更多好玩的事情,让我们一起期待“中国天眼”给我们带来更多新奇的东西 。
最后,让我们向“中国天眼”的建造者们致敬!
【科学探索|“中国天眼”六周年 这项独一无二的球面射电望远镜都有哪些成就?】本文根据 FAST 总工程师姜鹏在星空讲坛的演讲整理
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