藝術(shù)家概念圖:夜色中的SKA射電望遠(yuǎn)鏡(圖片來自SKA官網(wǎng))
? ?在中國與南非不斷深化經(jīng)貿(mào)合作的同時,中國科學(xué)家呼吁,進(jìn)一步推動雙方在SKA射電望遠(yuǎn)鏡項目上的合作,以使兩國在這一舉世矚目的大科學(xué)項目中獲取更豐碩的科學(xué)成果,實(shí)現(xiàn)共贏。
? ? SKA望遠(yuǎn)鏡全稱“平方公里陣列”,由2500面直徑15米的碟形天線以及250組低頻和中頻孔徑陣列組成,因接收總面積約“1平方公里”而得名。SKA的臺址位于澳大利亞、南非及南部非洲八個國家的無線電寧靜區(qū)域。
? ? “SKA是迄今為止國際天文學(xué)領(lǐng)域最龐大和最先進(jìn)的設(shè)備,將承載射電天文學(xué)未來50年的發(fā)展命脈,促進(jìn)大科學(xué)研究的國際化進(jìn)程?!敝袊鳶KA首席科學(xué)家、中國科學(xué)院院士武向平說。
SKA射電望遠(yuǎn)鏡項目一期將在南非安裝上百面15米的碟形天線,最終部署在南非和非洲的蝶形天線將達(dá)到數(shù)千面。(圖片來自SKA官網(wǎng))
? ? 作為SKA主要成員國,中國不僅主導(dǎo)了15米口徑碟形天線的設(shè)計和研制,同時也在圍繞SKA的科學(xué)目標(biāo)積極布局。
? ? 經(jīng)各國科學(xué)家凝練,SKA射電望遠(yuǎn)鏡一共形成五大科學(xué)目標(biāo),分別是:探測宇宙黎明和黑暗時期;研究星系演化、宇宙學(xué)與暗能量;驗(yàn)證宇宙中有沒有其他生命,尋找地外文明;利用脈沖星和黑洞檢驗(yàn)強(qiáng)引力場;研究宇宙磁場的起源和演化。
? ? 據(jù)武向平介紹,中國SKA科學(xué)團(tuán)隊已經(jīng)圍繞這些科學(xué)目標(biāo)成立了11個科學(xué)研究課題組,不僅要聯(lián)合國內(nèi)高校和各研究院所,還將廣泛開展深入和實(shí)質(zhì)性的國際合作,特別是與SKA兩個主要臺址國探索建立伙伴關(guān)系。
? ? “我們與澳大利亞的合作十分密切,雙方已經(jīng)合辦了多次聯(lián)合學(xué)術(shù)研討會和四期暑期學(xué)校。但是,我們與南非的交流才剛剛起步。接下來,我們要盡快提速與南非的合作?!蔽湎蚱秸f。
SKA射電望遠(yuǎn)鏡項目將分期在澳大利亞西部安裝十幾萬至上百萬個低頻天線。(圖片來自SKA官網(wǎng))
? ? “我有一個博士后已經(jīng)在南非工作了兩年,她主要研究中性氫在宇宙中的分布。中性氫是宇宙大爆炸之后形成的第一種元素,也是宇宙中最豐富的元素,它可以帶我們回溯到宇宙的原初,也可以描繪宇宙大尺度結(jié)構(gòu)。對中性氫的研究可以成為雙方的一個合作點(diǎn),今后我們還要開辟更多的合作方向?!蔽湎蚱秸f。
? ? 據(jù)他介紹,今年將組織中國SKA科學(xué)團(tuán)隊和上海天文臺的合作者前往南非考察交流,促進(jìn)雙方確立共同的科學(xué)研究領(lǐng)域。
? ? SKA國際董事會科學(xué)董事、FAST工程副經(jīng)理彭勃研究員則指出,中南雙方已就中國500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)與南非MeerKAT射電望遠(yuǎn)鏡陣列進(jìn)行聯(lián)合觀測達(dá)成了合作意向,并建立了初期工作組,這將進(jìn)一步促進(jìn)兩者之間的協(xié)同觀測和數(shù)據(jù)互補(bǔ)。
2018年2月6日,由中國主導(dǎo)研制的SKA射電望遠(yuǎn)鏡首臺碟形天線樣機(jī)在河北石家莊正式啟動。?
? ? MeerKAT射電望遠(yuǎn)鏡陣列作為SKA的先導(dǎo)項目,包含64個碟形望遠(yuǎn)鏡,未來會被納入SKA一期中。SKA的建設(shè)將分為兩個階段,其中,SKA一期預(yù)計從2020年開始建設(shè),將由位于南非的約133面碟形天線和位于澳大利亞的13萬個對數(shù)周期天線組成的低頻孔徑陣列構(gòu)成。
? ? “MeerKAT望遠(yuǎn)鏡分辨率更高,而FAST望遠(yuǎn)鏡靈敏度更好。打個比方來說,如果要觀測遠(yuǎn)方的一片森林,MeerKAT不僅能看到其中一棵棵樹,甚至可能看到一片片葉子,而FAST雖然看不清每棵樹和每片葉子,但可以看到它們更暗弱的成分。如果兩者的觀測結(jié)合起來,就可以把這片森林描繪得更完整更清晰,也就能獲得更精確的科學(xué)成果?!迸聿f。
? ? “過去兩年多來,中國、南非射電天文團(tuán)隊開了7次雙邊會,大家從陌路成為朋友。研究人員交流是科技合作的基石?!彼f。