全球最强射电望远镜在澳建成启用

将成21世纪最大科学计划一部分，拓展对宇宙自然法则认知　

新的澳大利亚平方公里阵列探路者具有36架天线，每架天线直径为12米。

图片来源：CSIRO Australia/Terrace Photographers

　　澳大利亚于10月5日宣布建造完成了它所承诺的全世界功能最强大的射电巡天望远镜。澳大利亚联邦科学与工业研究组织的天体物理学家Brian Boyle表示，这架名为“澳大利亚平方公里阵列探路者”(ASKAP)的望远镜将为天文学家了解黑洞、形成恒星的气体云，以及最奇异的天体提供前所未有的信息，“从而向外扩展我们对于宇宙自然法则的认知边界”。

　　ASKAP建造于西澳大利亚州的默奇森射电天文学天文台，它由36架天线构成，每架天线直径为12米。Boyle指出，利用其宽广的视野以及高速的数据采集能力，这一阵列能够用两张图像以及5分钟的观测时间捕获星系的视图，而之前则需要400张图像以及两年的观测时间来组装这些观测结果。他说，用ASKAP进行观测可以将效率提高“许多量级”。并且其研究成果还可以供全球科学家使用——来自全世界150家研究机构的350位科学家将参与该阵列首个5年计划的观测项目。其日程包括对距离地球20亿光年以内的星系进行一次普查、研究宇宙磁场、寻找黑洞，以及观测脉冲星和类星体。

　　从2016年开始，作为全世界最大以及最灵敏的射电望远镜——平方公里阵列(SKA)——的一部分，ASKAP还将竖立起另外60架天线。SKA将由两大阵列构成——设在南部非洲的阵列将采集高频信号，而澳大利亚/新西兰阵列则负责低频信号。澳大利亚科学部长Chris Evans表示：“ASKAP是一个非常重要的科学项目，而且当它作为SKA的一部分时将变得更为重要，后者将成为21世纪最重大的科学计划之一。”

　　这些天线、用来处理数据的一部超级计算机，以及连接用光纤和其他基础设施的开销总共为4亿美元。Boyle表示，科学观测将在今年年底开始，而第一批研究成果则很可能在12个月内产生。

　　SKA的目标是建造一个采集区域达1平方公里的射电望远镜。它将由在数千公里的范围内散布的数千架碟形天线和其他天线构成。之前南非和澳大利亚/新西兰已经建造了所谓的前身阵列，以证明它们的能力，而如今这些阵列将被整合到两个SKA阵列中去。

　　南非的MeerKAT阵列最终将由64个碟形天线构成。预定于2016年开始的SKAⅠ期将另外增添190架天线，从而形成一个254强阵列，聚焦高灵敏度深度探测。而澳大利亚研究团队已经先驱性地在他们的天线中使用了一种新的探测器——相控馈给信号，后者特别适合进行高速观测，从而也将成为澳大利亚天线的焦点。

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　　SKA是世界最大的射电望远镜项目，这个在20世纪90年代提出的项目得名于其巨大的信号采集面。这并非意味着它具有1公里的天线口径，而是采用上千台较小的天线组成阵列。SKA建成后，其灵敏度将比世界上现有的设备高出50倍，分辨率高出100倍，将会给射电天文学的研究带来革命性变化。

　　SKA的选址至少要满足两个要求：一是远离无线电波干扰，二是足够开阔平坦。在城市里，受晚上灯光的影响，人们很难观测星星。同样道理，射电望远镜会受到无线电波干扰。因此必须尽可能远离无线电波，将其安装在人烟稀少的地方。当然，还需要足够平坦、空旷的场地来安装。