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李菂:积小胜为大胜 持续创新保“领跑”

2021-02-08 中国新闻网 张伟
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资料图:中国天眼总控室 瞿宏伦摄

资料图:中国天眼 瞿宏伦摄

  “积小胜为大胜”是“中国天眼”从追赶到领先的真实写照。射电天文学科发展迅速、国际竞争激烈,“中国天眼”要坚持不断地科技创新才能需求保持这种领先的地位。

  中国科学院国家天文台研究员、“中国天眼”首席科学家李菂8日接受中新社记者专访时如是说。

  位于贵州省平塘县的500米口径球面射电望远镜,是目前世界上最大的单口径射电望远镜,有“中国天眼”之称。

  “‘中国天眼’之前,中国射电天文领域常规进行天文观测口径约30米;建成后我们的观测口径提升10倍,跨越了一个数量级。”李菂说,“这是最初很难想象的一件事,但我们一步一步走来,积小胜为大胜最终实现了南仁东老师所言‘从追赶到领先的一次尝试’。”

  在李菂眼中,自动化程度非常高、国际先进天文设施的“中国天眼”口径达500米,有效照明口径300米,工作频率为70MHz~3GHz,灵敏度(L波段)为2000m2/K,观测换源时间小于10分钟,跟踪精度8角秒,是造福一整代天文学家的利器。

  采访中记者得知,“中国天眼”主动反射面由4450块反射面板单元组成,面积约25万平米;有2000多个液压促动器通过伸缩,实现反射面精确变位;六条10余米长的钢索;馈源舱位移精度控制在10毫米……

  当“中国天眼”观测天体时,会随着天体的方位变化。对于精度的考究,依旧苛刻到了极致,处处都是毫米级的精度要求:天线的精度是3毫米;每个小面板的制造精度是1.5毫米。

  “‘中国天眼’有全世界同波段射电望远镜最好的绝对灵敏度。”李菂说,“我们不能放弃科技创新,哪怕是硬件上、方法上的小步伐进步、改造和升级。”在李菂看来,射电天文学科发展迅速、国际竞争激烈,“我们要坚持科技创新,寻求保持这种领先的地位,寻求这种具体的进步。”

  李菂表示,“中国天眼”自诞生之日起就有独特性和原创性。相较于美国阿雷西博望远镜,“中国天眼”把球面光路聚焦的复杂性转换到可动拼接的主反射面上。“通过超过2000多台的促动器,实时调整4400多面反射单元,从而能覆盖更大的区域,能够看得更远,巡天速度和质量都更快更好。”

  “中国天眼”还可以同时对多个科学目标进行巡天研究。“这是以往的大型射电望远镜从来没有实现的。”李菂说,“通过多科学目标同时寻天的模式,我们一次观测中可同时记录银河系原子氢气、河外星系、脉冲星和快速射电暴等数据流,极大提高了FAST巡天和科学产出的效率。”

  “中国天眼”科学委员会经过评审和遴选,确定了包括多科学目标漂移扫描巡天、中性氢星系巡天、银道面脉冲星天、脉冲星测时及引力波、快速射电暴观测等在内的优先重大项目,由中国科学家领衔开展。

  李菂表示,“中国天眼”在很多领域具备超强“发现力”:发现气体星系的数量有望在过去的基础上提高10倍,发现的脉冲星数量有望翻倍,有望发现新的星际分子……这使它可以验证很多科学规律,在引力理论,星系演化,恒星、行星乃至物质和生命的起源等方面,都具备突破的潜力。

  从新颖性上来讲,李菂最为关注快速射电暴的探索。“快速射电暴的持续时间只有千分之一秒,可释放太阳一天或者甚至有时候一年辐射的总能量,成为‘中国天眼’波段宇宙中间最亮的瞬间闪烁。”李菂说,快速射电暴是一块新兴的科研前沿,存在非常多值得探索的方向。

  对于2021年4月份开启的“中国天眼”国际合作,李菂也颇为期待,“本次开放是一个逐步的过程,从2021年4月份起,“中国天眼”会有10%的观测时间对国际同行开放。按照项目评审的打分情况,在这10%的时间内进行分配,预计竞争会比较激烈。”

  诚如中国人民科学家、时代楷模南仁东生前“希望他们有运气,能够做出巨大的天文成就”的愿望那样,“中国天眼”将联合全球科学家,以开放的态度对全球开放,从而实现全人类期待的突破。

打印 责任编辑:阎芳

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