中国天眼望远镜单口直径在哪里

如题所述

中国天眼FAST的名气非常大,这也是近几年天文学上出现的具有划时代意义的工程,这里位于贵州深山之中,周围环境非常僻静,空气新鲜,安静无声,可以检测到来自宇宙最远的信号,甚至可以追溯到创世的那一刻的景观,下面给大家分享中国天眼望远镜单口直径。

贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县大窝凼的喀斯特洼坑中

这两天一条科学热点都被大家刷到了——这就是「中国天眼发现6颗脉冲星」。

原本我不想凑热闹,但想想,毕竟这是FAST首秀成绩单,再加上不断有读者私信我,快快解读。所以本期我们就来看看,主流新闻没说的/说不清的那些姿势。

先说说FAST为啥能被捧成「中国天眼」?中国天眼,全名叫「500米口径球面射电望远镜」,简称FAST(人家要的就是快!)这是根据英文全称the
Five-Hundred-MeterApertureSphericalTelescope首字母简称来的。

这个长得像口大锅的巨无霸,整个直径500米(精确值是488米),装有4450块面板,约有30个足球场大,绕着大锅沿儿走一圈足足要40分钟!

所以,人家敢说自己是世界最大射电望远镜!再具体点说,最大单口径、最灵敏的射电望远镜。

为啥要搞这么大?为啥敢说最灵敏?要知道,射电望远镜就跟接收卫星信号的天线锅一个样,越大越好!因为面积越大,接收能力就越强!

这口巨锅造价1.8亿美元,历时5年建成,正式启用不过1年时间。

因为FAST需要有一个绝对安静的环境,不仅选址在云贵高原在大山里(黔南州),还把方圆5公里半径设为无线电静默区。所以呢,搬迁安置移民又花掉2.69亿美元。

这种高昂代价换来的是监听奇迹。FAST要比之前建成的美国阿雷西博天文台Arecibo
300米望远镜、号称「地面最大机器」的德国波恩100米口径望远镜,无论是灵敏度,还是综合性能上,都有大幅提高。

到底高到什么程度?

比如说,宇宙大爆炸产生的氢原子是怎么活动的,FAST有能力监听到;宇宙里一些有机分子发出的电磁波,人家也能监听到;要是碰上智慧生命体、外星人信号啥的,那就更不在话下了。所以,圈里人都叫它「中国天眼」。

说完FAST超牛本事,再说说此次发现的「脉冲星」。

什么叫脉冲星?脉冲星,就是一种能够高速自转的中子星,但不是所有中子星都是脉冲星。

▲著名的「上帝之手」(PSRB1509-58),其实就是一颗典型的脉冲星。

那什么又是中子星?

简单来说,宇宙间所有恒星的最终归宿都逃不过三种:白矮星、中子星、黑洞。

_1.44倍太阳质量的恒星,就会变成白矮星(这也是我们太阳的归宿);

1.5~3倍太阳质量的恒星,最终就会坍缩成中子星,这种星球密度极大,大到连原子核都能被压破,最终只剩下中子,所以得名中子星。中子星上一颗方糖大小的物质,质量足足有10亿吨!这是什么概念?相当于把整个珠穆朗玛峰压缩成一块方糖那么小!

>3倍太阳质量的恒星,最终将会变成黑洞。可以说,中子星是除黑洞外宇宙密度最大的天体,跟黑洞一起被天文学家誉为——人类20世纪60年代天文学四大发现之一!

奇巧的是,高速自转的中子星——脉冲星,也是在1960年代被发现的。不过,更有料的是,最初发现时竟然以为是外星人信号呢!

到底咋回事?

整整50年前,1967年11月28日,英国剑桥大学卡文迪许实验室的休伊什教授,安排硕士生乔瑟琳·贝尔看管射电望远镜接收的信号,其实就是一堆长长的纸带。

做事严谨的她偶然发现:一些脉冲信号非常有规律地发送,每1.337秒一个周期,就跟人体脉搏跳动一样。

于是,她马上报告给休伊什教授。这位天文学家亢奋得心脏都要跳出来了——难道传说中的「外星小绿人」真的被我发现了?!要知道整个20世纪60年代,西方都弥漫着太空竞赛和外星科幻的味道。这种联想也是很自然的。

好在科学家都比较能沉得住气,在接下来不到半年时间里,师生二人又陆续发现了数个这样的脉冲信号。

再后来,终于搞明白这种奇怪的「呼叫信号」,并不是什么外星人信号,而是来自于一种只在理论上推导出来的特殊星体——脉冲星,所发射出的脉冲信号。

此处必须插播一下:1974年诺贝尔物理学奖只颁给了教授一人,因为他被提名时完全无视学生贝尔的贡献,由此成为科学史上一大丑闻。

直到1993年,诺贝尔奖委员会特意邀请贝尔,参加了两位美国天文学家因发现脉冲双星而获奖的颁奖仪式。这算是一种补偿?还是故意刺激?

好在40年来,贝尔除了诺奖之外,荣获了十几项世界级科学大奖。

插曲过后,继续说

脉冲星,就跟灯塔上的探照灯似的,很有规律地向太空扫射。如果扫到地球,恰好被人类截获的话,这就是所谓的脉冲星信号。

FAST新近发现的6颗脉冲星,其实背后就是这个原理。

不过,这6颗新脉冲星都在银河系内,而目前人类已发现在银河系内多达2700多颗。中国在这一领域才刚刚起步。

已公布的两颗J1859-0131和J1931-01,分别距离我们1.6万光年和4100光年,自转周期分别是1.83秒和0.59秒。

要知道研究脉冲星——这种极端物理环境,极端奇葩,才更有研究价值。

20世纪80年代,天文学家开始发现毫秒脉冲星,自转周期只有毫秒级。

10年前即2007年,欧空局发现了迄今为止最快的脉冲星,每秒自转1122圈!

相比之下,FAST新发现0.59秒和1.83秒转一圈的,就不算啥了。

为啥要盯住自转周期呢?研究脉冲星到底有啥意义?其实这两个问题都是一个答案。刚才说了,自转周期极其稳定的脉冲星,就像是宇宙中的精确时钟,自转周期越短,也就意味着可以提供更准确的时钟信号,自然研究价值也就越大。这对未来的深空导航——星际航行的无人飞船和载人航天探索,都具有非常重要的前瞻性意义。

还有,脉冲星是极端物理条件下的天体,密度极高、磁场超强,在天体物理学家眼里是再理想不过的天然实验室,可以延伸出很多个宇宙探测课题,比如探测引力波、黑洞等。

不管怎样,这是国家科学重器FAST的首秀成果,必须的,尤其是在刚冲出起跑线的时候。

当然,这也是对「中国天眼之父」最好的告慰。

今年9月15日,FAST工程最主要的缔造者南仁东去世。

FAST就像他亲手带大的孩子一样,当孩子捧回优异成绩单时,老爷子却已经走了。


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