作者:辛雨 来源:中国科学报 发布时间:2022/12/6 16:25:38
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世界最大射电天文台开建

 

SKA-Low天线阵列构想图。图片来源:DISR

经过30年的规划和谈判,世界上最大的射电天文台——平方公里阵列(SKA)本周开始动工。这台巨大的仪器将在澳大利亚和非洲建造,它将收集天体发出的无线电信号,并有望为天文学中一些最神秘的问题提供线索,如暗物质的本质和星系的形成方式。

人们最初设想的巨型望远镜由两台设备组成,一台位于澳大利亚,另一台位于南非,分别被称为SKA-Low和SKA-Mid。天线之间的距离之远,数量之多,意味着望远镜阵列将以前所未有的灵敏度接收无线电信号。SKA-Low将检测50MHz-350MHz的频率,而SKA-Mid将检测350MHz-15.4GHz的频率。

SKA将分阶段建造,第一阶段将耗费13亿欧元并预计于2028年完工,另外还有7亿欧元被指定用于未来十年望远镜的运行费用。最终SKA的目标是在南非和非洲伙伴国家拥有数千个天线,在澳大利亚拥有100万个天线,总收集面积达1平方公里。

澳大利亚的SKA-Low

SKA-Low将由大约13.1万根天线组成,每根天线都像两米高的金属丝圣诞树。由256根天线组成的500多个阵列将点缀在基地的红沙滩上,该基地已更名为默奇森射电天文台。前四个阵列将于2024年开始收集数据,所有阵列将于2028年完成。

科学家也渴望天线开始收集数据。澳大利亚联邦科学和工业研究组织空间和天文学主任道格Douglas Bock说:“SKA-Low的灵敏度将使我们能够比迄今为止所做的任何事情都更详细地观察遥远的宇宙。这特别令人兴奋,因为我们对宇宙的前十亿年知之甚少。”

“但最令人兴奋的科学将是那些在设计望远镜时‘都不知道存在’的现象。”SKA-Low望远镜负责人Sarah Pearce说。

南非的SKA-Mid

周一,建造第一个巨型SKA-Mid天线的准备工作已经开始。这些天线将组成197根天线集合,在南非干旱的卡鲁地区延伸约150公里。2024年将建成4座,2028年将增加更多。

南非的64个碟形MeerKAT望远镜已经在该站点,并将纳入SKA-Mid。2022年初,一个国际团队利用MeerKAT数据发布了迄今为止最详细的银河系中心图像,以及从银河系黑洞中发出的神秘射电线图像。作为扩建项目的一部分,南非政府和德国马克斯·普朗克学会将为该望远镜再增加20个碟形天线。MeerKAT将在2027年建设结束时并入SKA-Mid。

荷兰射电天文研究所天文学家、MeetKAT的MHONGOOSE大型星系形成观测计划首席研究员Erwin de Blok说:“SKA将是科学向前迈出的一大步。SKA-Mid将帮助我们更详细地研究附近的星系,并直接探测进入星系的气体流和导致恒星形成的过程”。

然而,南非射电天文台负责人Pontsho Maruping表示,SKA-Mid的建造将会干扰MeerKAT的观测。射电望远镜对车辆和通信设备发出的无线电波特别敏感。我们将尽所能确保观察不会被过度打断。”她透露,MeerKAT将继续观测工作,直到2027年并入SKA-Mid。

据悉,总部位于英国的SKA政府间组织已批出了5亿欧元的建筑招标,约70%的合同必须提供给成员国的工业界。该组织目前有八个正式成员,即澳大利亚、中国、意大利、荷兰、葡萄牙、南非、瑞士和英国,法国计划加入。

 
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