“鬼”镇的“新生”!世界最大射电天文望远镜落户南非
2014-11-20 10:13:00   来源:人民网
内容摘要
“平方公里阵列”的惊人性能,它能探测10光年之外的雷达信号,观测到130多亿年前宇宙大爆炸开始不久的宇宙现象,中央计算机处理能力相当于1亿台台式机,单日收集的数据如果在iPod上播放需200万年完成。

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卡那封是位于南非开普地区卡鲁盆地中部的一个名不见经传的小镇,20世纪50年代全球羊毛价格上涨时这里曾出现过短暂的繁荣。寂寥无闻的小镇现在声名鹊起,这里正成为全球科学与天文学的中心,世界最大射电天文望远镜—“平方公里阵列”射电望远镜(简称“平方公里阵列”)已经落户此地。

据介绍,“平方公里阵列”是当前世界上准备建造的最大和最快的天文望远镜,拥有3000个直径15米抛物面蝶形天线和250组中频和低频孔径阵列,分布范围大于3000公里,光线收集区总面积约1平方公里,因此得名“平方公里阵列”。

“平方公里阵列”的建设工地是在距离卡那封小镇80公里的深山中,只有一条土路可以通向那里。除了沿路特高压线和电线杆上的巨大鸟窝,大山里几乎看不到人烟。

按照计划,该项目将在2016年开工,2024年完成,而实际上记者在工地上看到,第一组蝶形天线已开始建造。森曼介绍,到2014年底,首批4个蝶形天线将安装在卡鲁地区,到2016年底所有64个蝶形天线将安装完毕,全部的安装调试工作将于2017年结束。

为防止震动和静电对设备灵敏度产生干扰,“平方公里阵列”选址和建设条件极为苛刻,附近不能有广播和其他无线电信号,不能有太多居民,不能有汽车往来,还需要足够平坦、空旷的场地安装蝶形天线。记者在远离数公里外遥望建设工地,附近竖立着禁止手机信号的广告牌。

 

科技探索宇宙 认知“都教授”

探宇宙,能探多远?南非启用世界最大射电望远镜阵列

南非科技部日前正式启用了全球最大射电天文望远镜阵列——平方公里阵列(SKA)的前期阵列“MeerKAT”64座天线中的第一座天线。

据悉,英国参与了“MeerKAT”望远镜的大部分建设工作,其中包括一家公司为无线电接收器提供技术支持,从而使其在常温下始终能接收到极度敏感的数据。不仅如此,许多英国大学的天文学家和研究人员为这个项目设计出了数据分析工具,而且一旦这个项目开始运行,他们还将研究这些测量数据。该项目结束后,SKA望远镜将成为世界上最大的射电天文望远镜阵列,而“MeerKAT”前期项目是确保整个项目成功的关键一步。

牛津Cryosystems公司常务董事Richard Glazer在南非SKA望远镜的核心区域表示:“我们为参加这个国际项目而感到荣幸。有许多成员国和成员组织参与了‘MeerKAT’望远镜的设计、开发和建设工作。”

Glazer说:“项目完成后,该阵列将使用几千个射电天文望远镜碟片,就和今天安装的这个天线一样,它们能让天文学家极其详细地观测整个天空,而且速度比现有的望远镜系统快几千倍。”

在参与此次国际合作的英国大学中,曼彻斯特大学将多次参与“MeerKAT”的观测活动。

该校天体物理学家、卓瑞尔班克天文中心主任Albert Zijlstra教授说:“‘MeerKAT’是一台令人激动的新型望远镜,我们将利用它领导脉冲星的研究工作。我们还将参与对银河系和附近星系的观测任务。”

曼彻斯特大学Benjamin Stappers博士同时也是“MeerKAT”相关科研项目之一“TRAPUM”项目的主要合作研究者,他补充说: “SKA将成为世界上最大并且最灵敏的射电天文望远镜,它把数据分析和多项科学技术推向了极致。”

完整的“MeerKAT”阵列坐落于半荒漠的南非卡鲁地区,将由64个相同的天线接收器(安装有接收装置、数字转换器和其他电子设备的天线)构成。在170公里长的地下光缆连接下,这64个接收器将作为高度灵敏的天文仪器独立运行,研究人员将在位于开普敦的“MeerKAT”控制室里对其进行远程监控。

到2014年底,首批4台接收器将安装在卡鲁地区。到2016年底所有64台接收器将安装完毕,全部的安装调试工作将于2017年结束。

总部设在曼彻斯特大学的项目规划者之前于2012年5月25日宣布,SKA将同时在两地开建——分别让两个候选台站(澳大利亚/新西兰和南非)聚焦电磁波谱的不同区域。

位于西澳洲默奇森河附近的澳大利亚/新西兰阵列将把精力集中在500兆赫(MHz)的低频区域。而位于北开普省卡鲁沙漠中央的南非阵列将负责观测500MHz以上的中高频区域。

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。之前竞争的双方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。

碟形天线对于高频是最佳选择。而对于中低频,SKA将使用简单的静态天线——孔径阵列。中频孔径阵列将在南非修建,而低频阵列将位于默奇森河。

据悉,SKA建成后将有助于回答许多有关宇宙的深层次问题,如大爆炸之后恒星和星系的起源,宇宙中的暗物质究竟怎样发挥作用以及寻找地球以外的生命等。

 

澳大利亚推出全球最大天文望远镜

近日,科学家们在澳大利亚默奇森地区推出了世界上最大的天文望远镜“澳洲广场千米阵探路者”(ASKAP)。据澳大利亚研究组织CSIRO的研究人员介绍,该“澳洲广场千米阵探路者”天文望远镜共有36个无线电接收器,每一个接收器的直径都为12米。专家称,这个天文望远镜还可以接收到从附近生物的身上辐射出的宇宙信号。

另外,ASKAP天文望远是SKA巨型射电望远镜设备中的一个组成部分,而整体的SKA设备建设工程将由20多个国家共同完成。澳大利亚专家表示,这个“澳洲广场千米阵探路者”天文望远镜的推出有助于提高天文学家探测宇宙的能力。专家希望,科学家能够在将来的某一天借助于这个发达的高科技仪器观测到从宇宙大爆炸至今的宇宙全景。

 

智利建造世界最大的射电天文望远镜开始启用

在智利北部的阿塔卡马沙漠建造的世界最大的射电天文望远镜ALMA已开始正式启用。

研究小组公布了利用该望远镜拍摄的首张照片,揭示七千万光年之外星系碰撞的情景。ALMA巨型天文望远镜实际上是由66台射电望远镜组成的集群观测网。在这个天文望远镜的矩阵中,有54台望远镜体积尤为巨大,单机重量高达120吨,主天线直径长达12米。所有设备都安装在海拔5100米高原上一个直径16千米的环形区域内。由于当地几乎没有降雨,常年干旱,湿度最高不超过10%,十分适合天文观测。

天文学家可以借助ALMA进一步研究宇宙中行星的成因及星云到星球的演变过程,更加细致地观察研究宇宙中特殊地区的化学分子变化,还可以使人类观察到更加遥远的宇宙边缘,那些地区往往是年轻天体的诞生地。

ALMA项目总耗资约10亿欧元,每年运行费约5000-7000万欧元。为了保证该项目的顺利进行及资金来源,欧洲南方天文台组织了13个成员国共同参与,并与美国、日本展开积极合作。

截止2011年3月,ALMA项目共收到世界各国的923个研究课题申请,经过评选最后确定了112个研究课题,其中智利有11个研究课题入围,占课题总数的10%。