我国已经启动了FAST射电望远镜的第二阶段建设,旨在提高其观测能力并保持在射电天文学领域的全球领先地位。
据报道,作为升级的一部分,将在500米口径球面射电望远镜(FAST)周围建造24架完全可操纵的射电望远镜,每架直径40米宽。
FAST是世界上最大、最灵敏的单碟射电望远镜,位于中国西南部的贵州省。周三报道称,新建造的望远镜将与FAST协调工作,形成一个相当于直径10公里的望远镜阵列,并将FAST的分辨率提高30倍以上。
建成后,科学家们将更好地理解引力波、快速射电暴和黑洞事件等现象。
资深天文学家常进在接受采访时表示:“射电天文学领域的国际竞争非常激烈,南半球的平方公里阵列和美国的下一代超大阵列等多个重大项目已经在进行中。”
常进表示,在这种背景下,中国科学家需要制定一项长期战略,以保持FAST在低频到中频范围内的竞争优势。
据FAST运行与发展中心主任姜鹏介绍,尽管FAST是同类望远镜中最灵敏的,但目前它的分辨率远远低于顶级望远镜阵列。
例如,当观测快速射电暴(一种来自宇宙的短暂而强烈的无线电波闪光)时,“灵敏度决定了你是否能探测到它,而分辨率决定了你能多清楚地看到细节,比如射电暴的精确位置。”
为了提高FAST的性能和分辨率,姜鹏团队提出了一种低成本、快速部署的望远镜阵列方案,利用FAST周围5公里半径的无线电静默区。
不过该团队将面临两个关键的技术挑战:一是开发高性能的室温接收器,二是推进合成孔径望远镜的数据处理技术。
FAST坐落在平塘县克度镇大窝凼喀斯特地貌的自然洼地中,于2016年9月25日建成并投入运营。自那以后,它已成为探索射电天空的主要工具,特别是在2020年底波多黎各305米的阿雷西博望远镜“罢工”之后。
在过去的八年里,FAST已经发现了900多颗新的脉冲星——密度极高的、磁化的、快速旋转的中子星,它们会发射出无线电波束。据报道,这是同期其他望远镜发现脉冲星数量总和的三倍。
FAST的其他重大发现包括首次探测到无线电波波段的黑洞“脉搏”,以及识别出已知轨道周期最短的脉冲星双星系统。
FAST每年观测天空约5300小时,其中至少10%的时间可供国际天文学家使用。到目前为止,在《自然》和《科学》等学术期刊上发表了十几篇基于FAST观测的论文。