大国重器再升级!天眼核心阵要来,分辨率提升200倍
在贵州平塘的喀斯特洼地,500米口径的FAST中国天眼静静凝望苍穹。随着FAST落成十周年的节点到来,备受期待的天眼核心阵,也就是FAST二期工程,正式进入大众视野。消息一出,天文爱好者直呼期待,这意味着,我们的“中国天眼”不再是单台望远镜,将要升级成一套巨型观测阵列,望向更深邃的宇宙 。
′很多人都知道,中国天眼FAST是目前全球最大的单口径球面射电望远镜,过去十年里,它交出了亮眼的成绩单。截至目前,依托天眼,科学家已经发现大量脉冲星,捕捉快速射电暴,探测星际分子,一次次刷新人类对宇宙的认知。但单台大望远镜有它的局限:灵敏度很强,可是成像分辨率不足。简单来说,它能“听到”宇宙微弱的信号,却很难精准定位信号到底来自哪里,像一支听力很好、但看不清细节的眼睛 。
而天眼核心阵,就是为补齐这块短板而生。规划方案是在FAST周边电磁环境优良的群山之间,布置数十台40米口径的中型射电望远镜,环绕主镜组网观测,打造全球独有的、以巨型单镜为核心的混合口径干涉阵列 。主镜负责捕捉极其微弱的深空信号,周边的小望远镜配合干涉成像,协同工作。二者结合之后,天眼整体分辨率预计提升200倍,灵敏度也将显著提高。打个比方,从前是粗铅笔勾勒天体轮廓,升级之后,相当于换上高清相机,能看清天体更精细的样貌 。
升级之后,它主攻的科研方向,都是天文学最前沿的硬核课题。引力波电磁对应体、快速射电暴、伽马射线暴、超新星爆发、黑洞潮汐瓦解事件,这些遥远又神秘的宇宙现象,一直是天文学家想要解开的谜题。核心阵强大的定位和成像能力,可以追踪这些转瞬即逝的爆发信号,锁定源头天体。除此之外,这套阵列还能服务于近地天体预警、深空通信,给我国深空探测增添重要支撑,兼具基础科研和空天安全的双重价值 。
不少网友好奇,既然要建新阵列,为什么不直接再造一台更大的单口径望远镜?这正是科研团队权衡之后的巧思。超大单口径造价极高,工程难度呈指数级上涨;而利用现有FAST做核心,搭配一批40米天线组网,用相对可控的成本实现性能跃升。当然,技术难关一点不少。多台望远镜同步采集信号,要做到时间、相位精准匹配,海量观测数据的融合处理、高性能接收机的研发,都需要自主攻关,没有现成经验可以照搬 。目前试验样机已经启动建设,科研团队正在持续开展联测试验,一步步验证关键技术。
放眼全球,射电天文的竞争十分激烈。国际平方公里阵列SKA、美国下一代甚大阵等项目都在推进,未来几年,全球射电观测设备将迎来新一轮升级。建设天眼核心阵,就是为了保住我们在中低频射电天文领域的领先位置,在前沿赛道上持续发力,争取抓住原创性重大发现的窗口期 。大国重器从不是建成之后就一劳永逸,持续迭代,不断突破,才能跟上宇宙探索的脚步。
从最初选址喀斯特洼地、克服重重工程难题建成FAST,到十年巡天硕果累累,再到如今谋划二期核心阵,一代代科研人扎根深山,默默守望星河。天眼望向的,是百亿光年之外的宇宙,承载的,是中国人探索未知的好奇心。它捕捉的每一道电波,都是来自宇宙深处的信使,等待我们去读懂其中的秘密。
天眼核心阵来了,我们的宇宙之眼,即将看得更远、看得更清。对于这项升级工程,你最期待它能揭开宇宙中的哪个谜团?欢迎在评论区一起聊聊。