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中國(guó)暗能量射電探測(cè)天籟項(xiàng)目加盟成為國(guó)際大射電天文臺(tái)探路者

2024-10-21 18:06:28

來(lái)源:中國(guó)新聞網(wǎng)

  中新網(wǎng)北京10月21日電 (記者 孫自法)由中國(guó)等創(chuàng)始成員國(guó)發(fā)起并建設(shè)的國(guó)際大射電天文臺(tái)——平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡(SKA),其探路者項(xiàng)目最近迎來(lái)一個(gè)新的項(xiàng)目合作伙伴——來(lái)自中國(guó)的旨在進(jìn)行暗能量射電探測(cè)的天籟實(shí)驗(yàn)。

中國(guó)中性氫強(qiáng)度映射巡天實(shí)驗(yàn)天籟項(xiàng)目的射電干涉陣列,在夜空下與“銀河拱門”交相輝映的壯觀場(chǎng)景。中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)/供圖

  中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)10月21日發(fā)布消息說(shuō),國(guó)際大射電天文臺(tái)組織官方近日已正式認(rèn)證中國(guó)天籟項(xiàng)目為SKA探路者。

  何以探路:為SKA提供新機(jī)遇檢驗(yàn)新技術(shù)

  作為正在建設(shè)中的下一代巨型射電望遠(yuǎn)鏡陣列,SKA是一個(gè)政府間合作的望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目,其正式成員國(guó)目前包括中國(guó)、南非、英國(guó)、澳大利亞等10個(gè)國(guó)家。

  SKA探路者項(xiàng)目與先驅(qū)項(xiàng)目包含來(lái)自世界各地的多個(gè)與SKA科學(xué)技術(shù)相關(guān)的大型科學(xué)裝置。盡管SKA已開(kāi)工建設(shè),但探路者相關(guān)最新研究成果,依然可以為SKA提供新的科學(xué)探索機(jī)遇,檢驗(yàn)新的探測(cè)技術(shù)。同時(shí),SKA探路者成果也可以應(yīng)用到人類未來(lái)更大的天文望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目中。

  SKA科學(xué)總監(jiān)羅伯特·布勞恩表示,SKA探路者項(xiàng)目為國(guó)際大射電天文臺(tái)建設(shè)鋪平了道路。即使SKA現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入初步運(yùn)行階段,現(xiàn)有的射電天線與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目仍將能夠?yàn)镾KA的科學(xué)計(jì)劃和研究基礎(chǔ)提供見(jiàn)解。

  何為天籟:為宇宙繪制三維物質(zhì)分布圖

  暗能量射電探測(cè)天籟實(shí)驗(yàn)由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)主持建設(shè),位于新疆哈密市巴里坤縣大紅柳峽鄉(xiāng),其目的是檢驗(yàn)暗能量射電探測(cè)的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),為宇宙繪制三維物質(zhì)分布圖。

  據(jù)天籟項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)介紹,“天籟”一詞來(lái)源于莊子著作《齊物論》,意為宇宙萬(wàn)物自然之聲,天籟實(shí)驗(yàn)以探測(cè)宇宙重子聲波而由此得名。

  根據(jù)目前的天文學(xué)觀測(cè),宇宙有大約70%是神秘的暗能量,它引起了宇宙的加速膨脹。暗能量無(wú)法直接觀測(cè),但其含量和特性可以通過(guò)觀測(cè)宇宙隨時(shí)間的膨脹速率進(jìn)行研究。宇宙大爆炸產(chǎn)生的“余波”在早期宇宙的物質(zhì)分布上留下了印跡,最終成長(zhǎng)為如今的大尺度結(jié)構(gòu)。通過(guò)研究宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)物質(zhì)分布,天文學(xué)家可以得到宇宙重子聲波振蕩,從而確定出宇宙隨時(shí)間的膨脹速率。

  天籟實(shí)驗(yàn)所直接觀測(cè)的信號(hào)是源于中性氫原子的21厘米射電信號(hào)。中性氫是宇宙中含量最高的元素,在宇宙膨脹過(guò)程中,其21厘米信號(hào)已經(jīng)紅移到更長(zhǎng)的波長(zhǎng)范圍。天籟實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛟诒容^寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)觀測(cè)21厘米信號(hào)及其紅移信號(hào),從而得到宇宙的三維物質(zhì)分布情況。

  天籟項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)和中國(guó)多所高校相關(guān)學(xué)者、研究生以及來(lái)自美國(guó)、法國(guó)等相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的專家學(xué)者共同組成,作為中國(guó)射電天文學(xué)領(lǐng)域的重要科研平臺(tái),天籟實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展也為中國(guó)射電探測(cè)技術(shù)培育了優(yōu)秀人才。

  如何合作:天籟探測(cè)能力進(jìn)一步提高

  天籟項(xiàng)目首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員陳學(xué)雷表示,天籟項(xiàng)目現(xiàn)已建成兩種構(gòu)型的陣列望遠(yuǎn)鏡:柱形射電陣列有3個(gè)柱面反射面天線,安裝有96個(gè)饋源;碟形射電陣列有16個(gè)口徑6米的拋物面天線。這些陣列可以用于檢驗(yàn)中性氫巡天實(shí)驗(yàn)的相關(guān)探測(cè)技術(shù),以及各種數(shù)據(jù)處理方法,都能應(yīng)用到SKA項(xiàng)目之中。

位于中國(guó)新疆、旨在進(jìn)行暗能量射電探測(cè)的天籟項(xiàng)目射電干涉陣列。中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)/供圖

  為了實(shí)現(xiàn)星空的快速巡天觀測(cè),天籟射電干涉陣列采用大視場(chǎng)設(shè)計(jì),這也非常適合SKA其他相關(guān)的科學(xué)目標(biāo),例如對(duì)來(lái)自銀河系以外宇宙深處快速射電暴(即快速電磁波脈沖現(xiàn)象)的搜尋。

  “通過(guò)開(kāi)展實(shí)際的觀測(cè)工作,對(duì)真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,我們可以發(fā)現(xiàn)一些實(shí)際存在的問(wèn)題,而這些問(wèn)題僅通過(guò)理論分析工作是無(wú)論如何也無(wú)法全面考慮到的。”陳學(xué)雷說(shuō)。

  他透露,在東北大學(xué)支持下,天籟項(xiàng)目近期剛剛在原有陣列附近擴(kuò)建3個(gè)新陣列,從而使得天籟射電干涉陣列探測(cè)能力得到進(jìn)一步提高,可以對(duì)快速射電暴進(jìn)行精確定位。(完)

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