射电望远镜的历史可追溯至1937年,业余天文学家格罗特·雷伯在伊利诺斯州后院建造了9米长的抛物线天线,这被认为是射电天文学的鼻祖。他的这架望远镜是世界上第一台射电望远镜,开启了新的观测时代。
什么是世界最大单一天线射电望远镜?
射电望远镜主要用于研究各种天体,最擅长探测快速无线电脉冲和脉冲星。脉冲星是巨大恒星坍缩后形成的旋转中子星,发出强烈辐射束。FAST等射电望远镜能捕捉这些不可见的信号,帮助天文学家研究引力波等现象。
FAST全称五百米口径球面射电望远镜,自2011年开始建设,占地约30个足球场,2008年奠基。它是世界上口径最大的单天线射电望远镜,代表了当前射电天文技术的最高水平,是我国重大科技基础设施。
有人质疑FAST如今像废弃垃圾场,认为其作用单一、价值低、维护成本高。实际上,射电望远镜建设成本高,需要持续的经济实力支持。随着技术发展,其科研价值仍在不断挖掘中,并非简单的烧钱项目。
经过多年建设,我国FAST射电望远镜已全面投入使用。其收集能力是波多黎各阿雷西博天文台的两倍,阿雷西博拥有305米天线,曾是世界最大无线电天线,如今这一荣誉属于我国的FAST,它是世界上最大的单射电望远镜。
FAST将进行两次为期五年的天空调查,分析数据需十年。此外,望远镜将分配一半时间用于其他勘测,如寻找有磁场的系外行星,因为磁场对生命至关重要。这将极大拓展FAST的科学任务范围。
快速无线电脉冲持续时间极短,但能量巨大,远超脉冲星。FAST的诞生有望促进对FRBs起源、高能物理、恒星及星系演化的理解。尽管FRB信号微弱且可能来自银河系外,但其巨大能量仍是个谜。
FAST于2019年4月对中国天文学家开放,验收后将对全球开放。首席科学家李迪表示,一旦通过审查,FAST将从建设项目过渡为完整设施,成为新一代探索宇宙的望远镜,期待其全面投入运行。
FAST虽未通过最终审查,已发现130个新脉冲星候选者,其中93个已被证实。与自1968年阿雷西博仅发现200颗脉冲星相比,这一成果非常显著。FAST的高灵敏度使其在脉冲星搜寻方面表现卓越。
射电望远镜形式多样,既有FAST和A雷西博这样的巨大单体,也有如新墨西哥州超大阵列这样的多望远镜集合体。超大阵列由28个单独的25米直径盘面组成,覆盖很大区域,展现了不同的观测技术路径。
FAST由4450个独立面板组成,位于贵州平塘县大窝凼的喀斯特洼坑中。它拥有固定500米碟形天线,虽不能瞄准,却是世界上最灵敏的监听设备,也是世界上最大的填充孔径无线电望远镜。相比之下,俄罗斯拉坦-600体积更大但灵敏度较低。
2017年8月29日,FAST探测到来自FRB 121102的几十次爆炸,这是首个重复FRB源。尽管其他望远镜长期监测,但FAST在短时间内探测到如此多爆发仍是首次。科学团队正分析数据,希望能揭示FRB的起源线索。