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科技日报 10-27

是啥让中国在射电天文领域领先世界 20 年

◎ 科技日报记者 何星辉

是什么,让中国在射电天文领域从远远落后到领先世界 20 年?是中国天眼。坐落在贵州省平塘县大窝凼,是目前世界上最大单口径、最灵敏的射电望远镜,一个妥妥的大国重器。

最远能探测 137 亿光年之外,灵敏度比德国高 10 倍,比美国高 3 倍,甚至 " 你在月球上打电话,这里能听得清清楚楚 "。为了铸就这口 " 大锅 ",天文学家南仁东耗尽了一生心血。最终,中国天眼开了 " 眼 ",他却永远闭上了眼。

令人欣慰的是,无论是在调试期间,还是正式投入运行,中国天眼的表现没有让人失望。而今,越来越多的科学家接力呵护中国天眼,让其表现越来越亮眼。

一个人和他的 22 年

" 别人都有自己的大设备,我们没有,我挺想试一试。" 南仁东说这话的时候是 1993 年。那一年,中国射电望远镜的口径只有 25 米,而早在 1963 年,美国就已经拥有 350 米口径的阿雷西博射电望远镜。

抱着这个朴素的念头,从 1994 年开始,南仁东和他的团队踏上了漫漫征程。他们要建造的,是一个世界上最大的射电望远镜。

这在当时,被认为是一项不可能实现的任务。从选址开始,就像打怪升级一般,南仁东克服了一个又一个的困难。最终,在贵州平塘,南仁东找到了一个地球上独一无二、最适合建设射电望远镜的台址。

这是从全国成千上万个候选洼地里挑选出来的,可谓万里挑一。光选址和研究,南仁东就花了 13 年的时间。

南仁东(左三)与工程技术人员在位于黔南州平塘县的大窝凼施工现场检查施工进展(2014 年 12 月 1 日摄)。图片来源:新华网

选址难,立项难,建设难上加难。南仁东和团队解决了一个又一个的难题,而这些难题在全世界几乎都没有经验可以借鉴,只能埋头开展技术攻关。

" 如果没成功,我怎么交代?欠了国家的、乡亲的,我有退路吗?"没有退路的南仁东,把心思全放在了中国天眼的建设现场,他亲力亲为,耗尽心血。

2016 年 9 月 25 日,中国天眼建成。南仁东用自己人生中的 22 年,铸就了一个大国重器。2017 年 9 月 15 日,他却永远闭上了双眼。真是 " 古有十年磨一剑,今有廿载铸天眼 "。

224 颗脉冲星和 5000 个工作机时

进入调试期后,中国天眼表现令人惊艳。

一般情况下,国际上传统大型射电望远镜的调试周期不少于 4 年,但中国天眼提前完成了调试任务,整体性能稳定可靠,并在调试阶段取得了一批有价值的科学成果。其中,探测到 146 颗优质的脉冲星候选体(102 颗得到认证),实现了目前国际最高精度的脉冲星测时观测,并找到一例新的重复性快速射电暴,这些成果为利用脉冲星计时阵探测低频引力波提供了重要条件。同时,中国天眼还实现了偏振校准,并利用创新方法探测到银河系星际磁场。

正因为主要性能指标达到了国际领先水平,今年 1 月份,中国天眼通过了国家验收,正式投入运行。

1 月 8 日,月光下的 " 中国天眼 "(检修期间拍摄)。图片来源:新华网

不过,在正式投入运行不久,中国天眼即遭遇疫情冲击。为了确保中国天眼观测不停摆,运营团队制定观测计划,20 多名科研人员坚守在观测现场,克服了疫情带来的种种不便,有的一待就是两个月。这期间,中国天眼完成观测时长达 1000 多小时,多项观测任务提前完成。

" 它超出了我的预期,现在每天可以保证 20 个小时左右的观测时长。"针对中国天眼正式运行以来的情况,总工程师姜鹏表示,观测时长是科学产出的重要保障,原以为要达到 5000 个工作机时的话,至少需要 3 至 5 年,没想到今年就做到了。" 这需要很好的可靠性。"

截至 9 月中旬,中国天眼发现的脉冲星已达 224 颗。在探测脉冲星领域,中国天眼已经达到国际上的绝对一流水平。

目前,中国天眼已经启动了脉冲星测时阵列、漂移扫描多科学目标巡天等 5 个重大和优先项目。未来 3 至 5 年,中国天眼的高灵敏度将有可能在低频引力波探测、快速射电暴起源、星际分子等前沿方向取得突破。

来源:科技日报

编辑:张琦琪

审核:管晶晶

终审:冷文生

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