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是什么讓中國(guó)在射電天文領(lǐng)域領(lǐng)先世界20年?

2020-10-27 15:22:37

來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)

  是什么讓中國(guó)在射電天文領(lǐng)域領(lǐng)先世界20年?

  ◎ 科技日?qǐng)?bào)記者何星輝

  是什么,讓中國(guó)在射電天文領(lǐng)域從遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后到領(lǐng)先世界20年?是中國(guó)天眼。坐落在貴州省平塘縣大窩凼,是目前世界上最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡,一個(gè)妥妥的大國(guó)重器。

  最遠(yuǎn)能探測(cè)137億光年之外,靈敏度比德國(guó)高10倍,比美國(guó)高3倍,甚至“你在月球上打電話(huà),這里能聽(tīng)得清清楚楚”。為了鑄就這口“大鍋”,天文學(xué)家南仁東耗盡了一生心血。最終,中國(guó)天眼開(kāi)了“眼”,他卻永遠(yuǎn)閉上了眼。

  令人欣慰的是,無(wú)論是在調(diào)試期間,還是正式投入運(yùn)行,中國(guó)天眼的表現(xiàn)沒(méi)有讓人失望。而今,越來(lái)越多的科學(xué)家接力呵護(hù)中國(guó)天眼,讓其表現(xiàn)越來(lái)越亮眼。

  一個(gè)人和他的22年

  “別人都有自己的大設(shè)備,我們沒(méi)有,我挺想試一試?!蹦先蕱|說(shuō)這話(huà)的時(shí)候是1993年。那一年,中國(guó)射電望遠(yuǎn)鏡的口徑只有25米,而早在1963年,美國(guó)就已經(jīng)擁有350米口徑的阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡。

  抱著這個(gè)樸素的念頭,從1994年開(kāi)始,南仁東和他的團(tuán)隊(duì)踏上了漫漫征程。他們要建造的,是一個(gè)世界上最大的射電望遠(yuǎn)鏡。

  這在當(dāng)時(shí),被認(rèn)為是一項(xiàng)不可能實(shí)現(xiàn)的任務(wù)。從選址開(kāi)始,就像打怪升級(jí)一般,南仁東克服了一個(gè)又一個(gè)的困難。最終,在貴州平塘,南仁東找到了一個(gè)地球上獨(dú)一無(wú)二、最適合建設(shè)射電望遠(yuǎn)鏡的臺(tái)址。

  這是從全國(guó)成千上萬(wàn)個(gè)候選洼地里挑選出來(lái)的,可謂萬(wàn)里挑一。光選址和研究,南仁東就花了13年的時(shí)間。

  南仁東(左三)與工程技術(shù)人員在位于黔南州平塘縣的大窩凼施工現(xiàn)場(chǎng)檢查施工進(jìn)展(2014年12月1日攝)。圖片來(lái)源:新華網(wǎng)

  選址難,立項(xiàng)難,建設(shè)難上加難。南仁東和團(tuán)隊(duì)解決了一個(gè)又一個(gè)的難題,而這些難題在全世界幾乎都沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可以借鑒,只能埋頭開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)。

  “如果沒(méi)成功,我怎么交代?欠了國(guó)家的、鄉(xiāng)親的,我有退路嗎?”沒(méi)有退路的南仁東,把心思全放在了中國(guó)天眼的建設(shè)現(xiàn)場(chǎng),他親力親為,耗盡心血。

  2016年9月25日,中國(guó)天眼建成。南仁東用自己人生中的22年,鑄就了一個(gè)大國(guó)重器。2017年9月15日,他卻永遠(yuǎn)閉上了雙眼。真是“古有十年磨一劍,今有廿載鑄天眼”。

  224顆脈沖星和5000個(gè)工作機(jī)時(shí)

  進(jìn)入調(diào)試期后,中國(guó)天眼表現(xiàn)令人驚艷。

  一般情況下,國(guó)際上傳統(tǒng)大型射電望遠(yuǎn)鏡的調(diào)試周期不少于4年,但中國(guó)天眼提前完成了調(diào)試任務(wù),整體性能穩(wěn)定可靠,并在調(diào)試階段取得了一批有價(jià)值的科學(xué)成果。其中,探測(cè)到146顆優(yōu)質(zhì)的脈沖星候選體(102顆得到認(rèn)證),實(shí)現(xiàn)了目前國(guó)際最高精度的脈沖星測(cè)時(shí)觀測(cè),并找到一例新的重復(fù)性快速射電暴,這些成果為利用脈沖星計(jì)時(shí)陣探測(cè)低頻引力波提供了重要條件。同時(shí),中國(guó)天眼還實(shí)現(xiàn)了偏振校準(zhǔn),并利用創(chuàng)新方法探測(cè)到銀河系星際磁場(chǎng)。

  正因?yàn)橹饕阅苤笜?biāo)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平,今年1月份,中國(guó)天眼通過(guò)了國(guó)家驗(yàn)收,正式投入運(yùn)行。

  1月8日,月光下的“中國(guó)天眼”(檢修期間拍攝)。圖片來(lái)源:新華網(wǎng)

  不過(guò),在正式投入運(yùn)行不久,中國(guó)天眼即遭遇疫情沖擊。為了確保中國(guó)天眼觀測(cè)不停擺,運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)制定觀測(cè)計(jì)劃,20多名科研人員堅(jiān)守在觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng),克服了疫情帶來(lái)的種種不便,有的一待就是兩個(gè)月。這期間,中國(guó)天眼完成觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)達(dá)1000多小時(shí),多項(xiàng)觀測(cè)任務(wù)提前完成。

  “它超出了我的預(yù)期,現(xiàn)在每天可以保證20個(gè)小時(shí)左右的觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)?!贬槍?duì)中國(guó)天眼正式運(yùn)行以來(lái)的情況,總工程師姜鵬表示,觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)是科學(xué)產(chǎn)出的重要保障,原以為要達(dá)到5000個(gè)工作機(jī)時(shí)的話(huà),至少需要3至5年,沒(méi)想到今年就做到了?!斑@需要很好的可靠性?!?/p>

  截至9月中旬,中國(guó)天眼發(fā)現(xiàn)的脈沖星已達(dá)224顆。在探測(cè)脈沖星領(lǐng)域,中國(guó)天眼已經(jīng)達(dá)到國(guó)際上的絕對(duì)一流水平。

  目前,中國(guó)天眼已經(jīng)啟動(dòng)了脈沖星測(cè)時(shí)陣列、漂移掃描多科學(xué)目標(biāo)巡天等5個(gè)重大和優(yōu)先項(xiàng)目。未來(lái)3至5年,中國(guó)天眼的高靈敏度將有可能在低頻引力波探測(cè)、快速射電暴起源、星際分子等前沿方向取得突破。

  來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)

  作者:何星輝

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