专题:  2016北京科技周
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当两架大型望远镜相遇在“科学重器”:宇宙那么大,我们来看看

来源:中国科技网 作者:张静 2016年05月19日 10:56

 

500米口径球面射电望远镜(FAST)工程模型

FAST望远镜:30个足球场那么大

远远望去,它像一口大锅,银光闪闪。

慕名前来想一睹真貌的公众们围着它评头论足:“真大。”“真是漂亮。”“它能观测到什么呀?外星人?”“建成了吗?”更有好奇的孩子想爬上它,一探究竟。

“这便是500米口径球面射电望远镜(FAST)工程,建成后将成为世界第一大单口径射电望远镜,预计今年9月份竣工。”中科院国家天文台的工作人员不厌其烦地解释着。

为了让大家理解得更形象,他比了个手势:“这个模型是按照1:200的比例缩小的,实际面积有30个足球场那么大。”

射电,是比红外线频率更低的电磁波段。射电望远镜,跟收卫星信号的天线锅类似,通过锅的反射聚焦,把几平方米到几千平方米的信号聚拢到一点上。

从肉眼观测,到小型望远镜,再到大型望远镜,“锅”越大,星际穿越的距离就越远。

FAST望远镜的500米口径,与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比,灵敏度提高约10倍;与美国Arecibo 300米望远镜相比,其综合性能提高约2.25倍。这意味着远在百亿光年外的射电信号,FAST也有可能“捕捉”到。“建成后的未来10至20年,我们都会保持世界领先地位。”讲解员说。

模型上,几千块反射面面板让这口“锅”发出炫目的光亮。“这些面板被称为馈源,”讲解员解释,“搜索到的信号都反射到馈源当中,然后统一发送到电脑进行储存分析。”

可以说, FAST望远镜与光谱望远镜分工不同:光谱望远镜搜索可见光波段,FAST望远镜搜索的是不可见光波段。

“为何FAST工程能建成世界最大?”大多数公众都问到了这个问题。

“一是借助了贵州天然喀斯特洼地的优势,我们能建成500米直径那么大;二是这里地处偏远山区,各种信号干扰小。”讲解员说望远镜选址很重要,当时专家们也是经过跋山涉水的反复筛选,“假如要是人工来挖这么一个大坑,你想想要花多少的人力和物力?”

“FAST望远镜先进在哪里?”又有公众问。

“除了面积大,反射面面板都可以动,能更准确地跟踪天体。另外,”讲解员指给大家看那个悬挂在正中的椭圆球体装置,“那是馈源舱,国外很多这种装置要几百吨,我们设计时简化到了30吨,这样更容易控制。”他言简意赅地述说了FAST望远镜几个最大亮点。

  

LAMOST望远镜:“看得多”和“看得清”不矛盾

白色的外观,更像一个传统望远镜的巨型“镜筒”,看起来比FAST望远镜更像我们印象中望远镜的样子。

这就是位于旁边展区的郭守敬望远镜模型。年轻的讲解员姜先生正在上下左右地翻转底部的巨大反射镜装置,给围观的公众们做演示:“镜面朝向哪一面,就可以观测到那个角度的天体。”

作为世界上口径最大的大视场望远镜,“它巧妙地解决了望远镜‘看得多’和‘看得清’之间的矛盾。”姜先生告诉大家郭守敬望远镜的先进之处,“它是我国自主创新研制的光谱望远镜,主要功能就是巡天。”

数据显示,截至到2015年底,该装置发布光谱数超过世界其他巡天项目总和,成为目前世界上光谱获取率最高的望远镜。

  

郭守敬望远镜又称LAMOST,被安放在中科院国家天文台兴隆观测站,大小占据三栋6—10层高的筒状塔楼。底部的巨大反射镜总面积20平方米,配合50米长的钢筋混凝土巨型“镜筒”以及另一端同样拼接而成的30平方米主镜。

“那是用来聚焦的吗?”“不同方向的信号,它怎么接收?”“它跟旁边的射电望眼镜有什么区别?”参观科学重器展区的公众们经过科普熏陶后,问题越来越专业,不过这难不倒我们的讲解员。

讲解员指着位于望远镜中部的成像焦面位置,告诉大家LAMOST为何光谱获取率最高?那里聚集着密密麻麻的金色细线。“这里便是4000根光纤线,国际上同类设备仅640根,每根光纤可以小范围的移动,都可以对准一颗星星。这就相当于同时能够观测到4000颗星星。”姜先生一番通俗的讲解,让公众们纷纷露出恍然大悟的表情。

当离开展区,大家似乎还意犹未尽,惊叹科技的先进,感慨技术的神奇。世界那么大,我想去看看;而宇宙呢?我们更想去看看。两座大型望远镜同时开放在公众视野中,能看到真是一件幸运的事。

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