來源：Nature自然科研

　　FAST的超高靈敏度將推動(dòng)探測(cè)宇宙現(xiàn)象，包括快速射電暴和脈沖星。

　　全球最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡正在緊鑼密鼓地準(zhǔn)備向全球天文學(xué)家開放，即將開啟高靈敏度觀測(cè)的新時(shí)代。這不僅有助于尋找引力波，還能探測(cè)到神秘又短暫的快速射電暴（FRB）。

　　500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（簡(jiǎn)稱FAST）位于貴州，剛剛通過了一系列技術(shù)和性能評(píng)估，有望在下個(gè)月舉行的評(píng)審會(huì)議上正式通過政府驗(yàn)收，實(shí)現(xiàn)全面開放。FAST首席科學(xué)家李菂表示：“我們不認(rèn)為接下來的階段還有任何困難，我感到萬分激動(dòng)，同時(shí)又如釋重負(fù)。”

　　這項(xiàng)復(fù)雜的工程經(jīng)歷了不少困難。先是顛覆性的設(shè)計(jì)無章可循，再到項(xiàng)目初期人才難覓，賽爾號(hào)藤結(jié)晶部分是因?yàn)樗�的地理位置太過偏僻。但是，這些付出所換回的科學(xué)回饋卻是巨大的。世界第二大單口徑望遠(yuǎn)鏡是波多黎各的阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡（Arecibo Observatory），與之相比，F(xiàn)AST能收集到無線電波的面積是它的兩倍之大。

　　FAST的超大尺寸意味著它可以探測(cè)到來自宇宙各個(gè)角落的極微弱的無線電波信號(hào)，包括脈沖星（旋轉(zhuǎn)的死亡恒星核）和遙遠(yuǎn)星系的氫。FAST還將探索射電天文學(xué)的一個(gè)前沿領(lǐng)域——利用無線電波定位可能存在地外生命的系外行星。

　　FAST自2016年進(jìn)入調(diào)試階段，一直只有中國(guó)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的項(xiàng)目才能取得FAST的初始數(shù)據(jù)，但是現(xiàn)在，全世界的研究人員都能申請(qǐng)觀測(cè)時(shí)間了，上海天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)，中國(guó)科學(xué)院FAST監(jiān)督委員會(huì)聯(lián)席主席沈志強(qiáng)如此表示。

　　“一想到能用FAST我就超級(jí)激動(dòng)�！泵绹�(guó)西弗吉尼亞大學(xué)射電天文學(xué)家Maura McLaughlin說。她想通過FAST研究脈沖星，尋找河外星系中脈沖星的所在位置，這些脈沖星的信號(hào)非常微弱，利用現(xiàn)有望遠(yuǎn)鏡無法探測(cè)到。

　　FAST在調(diào)試階段已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了100多個(gè)脈沖星。

　　天空之眼

　　造價(jià)達(dá)人民幣12億元（1.71億美元）的FAST也被稱為“天眼”，位于中國(guó)西南部貴州省偏遠(yuǎn)的大窩凼洼地。FAST直徑500米的反射面由大約4400塊獨(dú)立鋁板組成，利用2000多臺(tái)機(jī)械絞車進(jìn)行傾斜拼裝，讓每個(gè)單元聚焦不同的天空域。李菂說，雖然它的掃描面積沒有一些尖端射電望遠(yuǎn)鏡來得大，分辨率也不如多口徑望遠(yuǎn)鏡陣列，但FAST的靈敏度是獨(dú)一無二。

　　今年8月和9月，F(xiàn)AST共探測(cè)到快速射電暴源頭121102的數(shù)百次重復(fù)爆發(fā)。李菂說，其中的許多爆發(fā)都非常微弱，用其它望遠(yuǎn)鏡是捕捉不到的。“這是非常激動(dòng)人心的好消息。”加州大學(xué)伯克利分校的快速射電暴研究人員Yunfan Gerry Zhang說。雖然沒人知道這些神秘的爆發(fā)究竟從哪而來，但“我們探測(cè)到的脈沖越多，我們離答案就越近”。

　　快速射電暴以極快的速度在看似隨機(jī)的位置轉(zhuǎn)瞬即逝，而FAST每次只能掃描天空的一小部分，因此不太可能發(fā)現(xiàn)許多新的快速射電暴。不過，馬克思·普朗克射電天文學(xué)研究所的天文學(xué)家Laura Spitler 認(rèn)為，F(xiàn)AST令人驚艷的靈敏度將有助于追蹤它們的精確起源。重復(fù)觀測(cè)可以幫助科學(xué)家了解快速射電暴的誕生環(huán)境，并確定這些爆發(fā)的能量是否存在差異，或是這種重復(fù)是否有跡可尋。

　　McLaughlin說，F(xiàn)AST還能為一個(gè)嘗試發(fā)現(xiàn)銀河系時(shí)空漣漪的國(guó)際項(xiàng)目提供支持。這個(gè)名為“國(guó)際脈沖星計(jì)時(shí)陣”（International Pulsar Timing Array）的項(xiàng)目利用全球的射電望遠(yuǎn)鏡監(jiān)測(cè)脈沖星的規(guī)律輻射，從中尋找可以表明有低頻引力波經(jīng)過的扭曲。

　　McLaughlin說，到本世紀(jì)30年代，F(xiàn)AST應(yīng)將積累足夠多的高靈敏度測(cè)量數(shù)據(jù)，可以對(duì)這些引力波的不同來源進(jìn)行獨(dú)立研究，比如超大質(zhì)量黑洞的碰撞。她說：“那才是FAST將真正大顯身手的地方。”

　　李菂說他對(duì)太陽系系外行星的研究尤其感興趣。目前還沒有系外行星是僅僅因?yàn)樯潆娸椛涠�被探測(cè)到的，而FAST具備識(shí)別微弱極化波的能力，或能填補(bǔ)這方面的空白。他還說，極化無線電信號(hào)也可能來自一些有磁場(chǎng)的行星，如果這些磁場(chǎng)與地球磁場(chǎng)相似，賽爾號(hào)藤結(jié)晶它們可能也具有保?潛在生命不受輻射傷害，以及維持行星大氣的能力。

　　要在FAST的寬波束中發(fā)現(xiàn)行星具有一定的難度，因?yàn)樗鼈兗热跤中�。李菂團(tuán)隊(duì)想再增加36個(gè)5米口徑望遠(yuǎn)鏡，升級(jí)FAST的探測(cè)能力。他說，別看這些望遠(yuǎn)鏡價(jià)格不高，也有成品可用，但它們加起來卻能將FAST的空間分辨率提高100倍。

　　李菂希望FAST的運(yùn)作可以很快遷移至投資2300萬美元的貴陽數(shù)據(jù)處理中心。他希望向大城市遷移可以吸引更多的技術(shù)和工程人才。

　　目前，團(tuán)隊(duì)面臨的最大障礙在于如何存儲(chǔ)和處理FAST即將產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)。團(tuán)隊(duì)正在與中國(guó)政府協(xié)商，希望能爭(zhēng)取到額外的經(jīng)費(fèi)，用于實(shí)現(xiàn)更多的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。他說：“好的評(píng)審結(jié)果肯定會(huì)助我們一臂之力。”

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