“中国天眼”于2016年9月25日落成启用。2020年1月11日,“中国天眼”通过国家验收工作,正式开放运行。
一、“中国天眼”的工作原理
“中国天眼”,也就是500米口径球面射电望远镜,它可是有着独特的工作原理。
首先说说这主动反射面变形技术。它的反射面是由4450个三角形单元组成的,在这些单元下方有2225个节点,每个节点都连接着下拉索和促动器。通过这些器件的协同工作,能把整个球面变成300米有效口径的抛物面,这样射电波就能精准地聚焦在焦点上啦。而且,这变形精度能达到2毫米呢,靠的是25个激光测控点实时盯着这些节点的位置,一点都不能马虎。
再瞧瞧这轻型馈源舱系统。有6座支撑塔,它们用钢索悬吊着一个30吨重的馈源舱。这个馈源舱能在直径200米的焦面上自由移动,定位误差只有48毫米。但这还没完,舱内还有个六杆并联机器人,能让精度进一步提升到4毫米。和美国的阿雷西博望远镜相比,阿雷西博的馈源舱那叫一个重,足足有千吨,而咱们FAST的馈源舱就轻巧多啦,灵活性也大大提高。
它的观测范围也挺广的,能覆盖天顶角40°,也就是说,赤纬在 -14.4°到65.6°之间的天区都能被它收入眼底,灵敏度更是阿雷西博望远镜的2.5倍以上呢。
二、建成后成果超丰硕(截至2025年7月)
1,重大科学发现
脉冲星发现及研究
中国天眼,发现了超多的脉冲星,到2024年底就已经发现了1040颗以上啦!这里面有170余颗毫秒脉冲星、120余颗双星脉冲星,还有80颗暗弱偶发脉冲星呢,占了同期全球发现总量的70%还多,简直就是脉冲星发现的“大户”。
到了2025年7月,又有新成果。它联合南非的MeerKAT望远镜,对银河系的8个球状星团进行观测,结果发现其中7个星团特别“干净”,一点电离气体都没有,这可把传统星团演化理论给难住啦。
探索宇宙起源与演化
中国天眼,构建了全世界最大的中性氢星系样本,就像给银河系画了一幅超级详细的结构图谱,让我们能更清楚地了解银河系的样子。
它还首次在射电波段观测到了黑洞的“脉搏”,并且发现了迄今最短轨道周期的脉冲星双星系统,这可都是了不起的成就。
地外文明搜索
它能够接收到100亿光年外的电磁信号,还积极参与搜寻外星文明的计划,说不定哪天真的能发现外星文明的踪迹呢。
2,技术突破与国际合作
核心技术自主化
中国天眼的研发那可都是靠自己,像低噪声放大器这些核心部件,都是咱们自己搞出来的。而且,这些技术还很受欢迎,首次出口到了巴西的天文项目里。
还有那超高疲劳性能的钢索,能承受200万次循环应力,强度达到500MPa,这可是全球首创哦。
开放共享平台
从2021年开始,中国天眼就向全世界的科学家开放啦。到现在已经支持了15个国家的科学家完成900余小时的观测,观测的内容可丰富了,有快速射电暴、引力波探测等等。
我们知道,美国阿雷西博射电望远镜在1963年建成,耗资2.6亿美元,曾是全球第一眼,它为科学家服务了超过半个世纪时间,取得了很多突破性的发现。
但是,阿雷西博射电望远镜运行了几十年时间,后期因维护管理跟不上,加上遇到恶劣的飓风天气影响,最终在2020年12月1日彻底报废,沦为“垃圾场”。原来地球观察宇宙的两只眼,现在仅剩下了“中国天眼”。
三、未来规划超精彩
技术升级有妙招
建设中国天眼核心阵,在周边5公里范围内增设24台40米射电望远镜。这样一来,灵敏度和成像分辨率都能提高,就能更专注地研究极端致密天体。
还要研发相位阵接收机,有了它,高分辨率定位能力就会更强。
科学目标深化不停步
要进行纳赫兹引力波探测,通过提高脉冲星计时精度,让低频引力波探测灵敏度提升2 - 3倍,说不定能揭开更多宇宙奥秘。
开展河外脉冲星搜索,不再局限于银河系,目标是发现首颗银河系外脉冲星,这要是成功了,可又是一大突破。
在时域天文与宇宙演化方面,结合中性氢巡天数据,去探索暗物质、暗能量的性质,看看宇宙里这些神秘的东西到底是怎么回事。
长期维护与数据应用有准备
预计未来10年,数据存储需求会达到1亿GB,这可不少啊。所以要用人工智能深度学习来处理这些海量数据,让数据发挥更大的作用。
总而言之,“中国天眼”,它让我们观测宇宙的能力上了一个新台阶,就像是给地球开了一扇看向宇宙的大窗户。而且它还通过不断创新和国际合作,让中国在天文领域从“跟跑者”变成了“领跑者”。以后的规划更是让人期待,它能帮我们解开宇宙极端物理、引力波和生命起源的好多谜团,成为人类探索深空的核心平台。
来源:路过看客微信号