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耗資12億建造的中國天眼,日耗費40萬,為何還要增建?

2025-01-05科學

耗資 12億 打造的中國天眼,每天花費近 40萬 ,如今居然還要再建 24台 射電望遠鏡,那中國天眼有什麽用,為何要繼續增建呢?

中國天眼 (FAST)作為中國獨立自主設計並建造的 世界最大的單口徑射電望遠鏡 ,因為可以不受地球外大氣等自然因素影響,對太空的長波電磁進行檢測,為中國的天文工作提供了重要數據支持。

資料顯示,中國天眼截止到2024年9月已建成營運8年,在此期間已發現的新脈沖星數量超 1000顆 ,是同時期國際所有其他望遠鏡,發現新脈沖星數量的3倍多, 將中國脈沖星的計時精度提高了50%

這種脈沖星因為具有著特殊脈沖以及穩定的轉動頻率,因此還分為毫秒脈沖星、脈沖雙星、雙中子星等,就相當於宇宙中具備特有訊號標記的燈塔,只要記住它在宇宙中的座標,以及與脈沖訊號之間的相對位置關系,未來在星際旅行中就不會走丟。

但它們的發現可離不開天眼的「視網膜」,天眼是由 4450塊 面板組成,每個面板重量達 1.2噸 左右,有的可以反射無線電波,有的則是支撐整個結構以及控制溫度。為了能夠看得更遠更清楚,「天眼之父」南仁東教授及其團隊,還 首創了主動變形反射面 ,讓天眼能覆蓋40度天頂角, 反射面精度達到了二十萬分之一 ,靈敏度是美國阿雷西博望遠鏡的2倍。

但讓人疑惑的是,中國天眼成果頻出且效能優勢明顯,國家天文台卻計劃利用中國天眼,周圍5公裏內優異的電磁波環境,建設24台40公尺口徑射電望遠鏡與FAST組成核心陣,中國真的有必要建造高成本的大型射電望遠鏡嗎?

那當然是非常有必要,主要就是 未雨綢繆 。中國天眼在靈敏度方面領先全球,是世界第二大射電望遠鏡的2.5倍以上,許多國家的科學家都想要來中國天眼參觀,就比如在2024年4月,中國天眼面向全球,開放了2024年8月到2025年7月的觀測季申請,三天時間就已經接收到了15個國家的申請。

然而就是這樣厲害的一個射電望遠鏡, 在分辨率上卻存在有一些不足 ,像20多個國家共同建造的 平方千米陣(SKA) ,是由數千個較小的探測裝置組成的陣列 ,靈敏度高於現存射電望遠鏡的50倍以上,還擁有史上最高的影像分辨率以及可以用高出1萬倍的掃描速度完成巡天掃視

靈敏度和分辨率恰恰是決定射電望遠鏡競爭力的核心指標 ,所以中國也是想要透過增建更多的射電望遠鏡形成陣列, 彌補單一望遠鏡的不足,以防未來「失守」射電波段視野的最前沿

而且在增建之後,天眼還能幫助科學家們 更好地研究超大品質黑洞碰撞等前沿天文學問題,進一步提高中國天眼的天文觀測能力 ,目前中國天眼FAST核心陣試驗樣機建設已經正式啟動,讓我們一起期待一下吧。