文/ 本刊綜合整理 圖/本刊特約攝影記者 代傳富

中國(guó)天眼要找啥

文/ 本刊綜合整理 圖/本刊特約攝影記者 代傳富

The astronomical content of FAST is very rich,and have very strong competitiveness in observation research,including the chaos of the initial universe, the evolution of galaxy, the fixed star, the Sun,plant and the event of adjacent space.

>>摘要 FAST涵蓋的天文學(xué)內(nèi)容十分豐富，在宇宙初始混濁，星系演化，恒星乃至太陽(yáng)、行星與鄰近空間事件等的觀測(cè)研究方面，都有非常強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

FAST涵蓋的天文學(xué)內(nèi)容十分豐富，在宇宙初始混濁、星系演化、恒星乃至太陽(yáng)、行星與鄰近空間事件等的觀測(cè)研究方面，都有非常強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，其中脈沖星探測(cè)、中性氫和奇異暗弱天體成像等課題蘊(yùn)藏著巨大的機(jī)遇。

作為新一代世界最大的單天線射電望遠(yuǎn)鏡，F(xiàn)AST 可獨(dú)立地、在可預(yù)見(jiàn)的五個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)科學(xué)與技術(shù)的重大突破。

使命一：觀測(cè)脈沖星，為研究極端狀態(tài)下的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物理規(guī)律提供機(jī)遇，沖刺諾貝爾獎(jiǎng)。

脈沖星是20世紀(jì)60年代天文四大發(fā)現(xiàn)之一。脈沖星和脈沖雙星的研究由于確認(rèn)了中子星及間接證明引力輻射的存在，于1974年和1993年分別獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。而從射電望遠(yuǎn)鏡誕生至今，人類共發(fā)現(xiàn)了約2500顆脈沖星，如果中國(guó)大射電望遠(yuǎn)鏡的工作時(shí)間全部用于觀測(cè)脈沖星，它一年時(shí)間內(nèi)就有望將這個(gè)數(shù)量翻倍。

“宇宙空間混雜各種輻射，遙遠(yuǎn)的信號(hào)像雷聲中的蟬鳴，沒(méi)有超級(jí)靈敏的‘耳朵’，根本就分辨不出來(lái)?！盕AST工程首席科學(xué)家、總工程師南仁東認(rèn)為，大射電望遠(yuǎn)鏡還有可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一些前所未見(jiàn)的脈沖星現(xiàn)象，比如說(shuō)一個(gè)脈沖星和一個(gè)黑洞結(jié)對(duì)，那么就可能產(chǎn)生突破性的理論。“我們也希望FAST能給中國(guó)自然科學(xué)帶來(lái)諾貝爾獎(jiǎng)?！敝袊?guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員、FAST工程副經(jīng)理彭勃表示。

中國(guó)天眼。

使命二：巡視宇宙中的中性氫，探秘宇宙大爆炸。

宇宙的重子物質(zhì)含76%氫和24%氦，氫是宇宙中最古老、最簡(jiǎn)單和最豐富的元素。基態(tài)中性氫原子不同磁矩取向的電子之間能在2l厘米波長(zhǎng)輻射電磁波，英國(guó)天文學(xué)家威爾金森說(shuō)“宇宙的全部歷史是用微弱的2l厘米氫譜線寫(xiě)成的，要閱讀它需要非常靈敏的望遠(yuǎn)鏡?！睂?duì)中性氫21厘米譜線的觀測(cè)研究一直是射電天文研究產(chǎn)出最豐厚的領(lǐng)域之一。FAST可將宇宙觀測(cè)距離延伸至60億光年，對(duì)早期活動(dòng)星系周圍暖氫云，可回溯至110億光年，重現(xiàn)宇宙童年時(shí)期的圖像。能將鄰近星系的旋轉(zhuǎn)曲線延伸至從未到達(dá)的邊緣，計(jì)算星系中暗物質(zhì)的分布，檢測(cè)暗弱的衛(wèi)星星系，破解丟失星系的謎團(tuán)。

使命三：獲得天體超精細(xì)結(jié)構(gòu)。

作為地面及空間甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量的一個(gè)巨大單元，F(xiàn)AST將開(kāi)展對(duì)河外天體、恒星行星系統(tǒng)的測(cè)量和研究，將觀測(cè)推進(jìn)到新水平，獲得天體超精細(xì)結(jié)構(gòu)。

使命四:探測(cè)星際分子，探索太空生命起源。

FAST設(shè)計(jì)工作帶寬內(nèi)包含經(jīng)基、甲醇等12種分子譜線。可對(duì)超強(qiáng)紅外星系、高紅移星系、活動(dòng)星系和類星體進(jìn)行經(jīng)基、甲醇分子超亮分子脈澤源(脈澤指微波激射，通俗地講就是微波波段的激光。)的廣泛搜尋。天文學(xué)家在紅移為0.6處探測(cè)到了最亮的經(jīng)基超脈澤，用的是阿雷西博望遠(yuǎn)鏡。如果用FAST，它可在z11處被探測(cè)到。如果將望遠(yuǎn)鏡指向獵戶分子云，可期待發(fā)現(xiàn)新的與生命現(xiàn)象相關(guān)的含碳長(zhǎng)鏈有機(jī)分子。

由6670根主索和2225根下拉索扣成的索網(wǎng)。

使命五:尋找地外文明。

“針對(duì)大眾十分關(guān)心的大射電望遠(yuǎn)鏡能否用于尋找地外文明，答案是肯定的?！迸聿硎荆翘綔y(cè)系外行星尤其是類地行星的利器。由于靈敏度提高，它能看到更遠(yuǎn)、更暗弱的天體，通過(guò)探測(cè)星際分子、搜索可能的星際通訊信號(hào)，尋找地外文明的幾率比現(xiàn)有設(shè)備提升了5至10倍。

南仁東表示，現(xiàn)代天文學(xué)有關(guān)宇宙的知識(shí)幾乎都是分析天體電磁波輻射得到的，天文學(xué)家從一片微弱的星光或一段無(wú)線電波記錄中查找天體的位置、距離、尺度、形態(tài)、物理和化學(xué)構(gòu)成。如果遙遠(yuǎn)恒星周圍有理性社會(huì)存在，不管它們知道不知道我們，也不管它們想不想和我們交流，它們技術(shù)活動(dòng)所產(chǎn)生的電磁波可能已經(jīng)混雜在恒星輻射中一起到達(dá)地球。FAST將搜尋、識(shí)別可能的星際信號(hào)，以前所未有的高效率開(kāi)展對(duì)地外文明的搜索。

此外，作為一個(gè)多學(xué)科研究平臺(tái)，它還將在日地環(huán)境研究、深空探測(cè)和國(guó)家安全等方面發(fā)揮重要作用，F(xiàn)AST工程建設(shè)也推動(dòng)了中國(guó)眾多高科技領(lǐng)域的發(fā)展。

（責(zé)任編輯/黃莎莎）