來源:科技日報 

是什麼,讓中國在射電天文領域從遠遠落後到領先世界20年?是中國天眼。坐落在貴州省平塘縣大窩凼,是目前世界上最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡,一個妥妥的大國重器。

最遠能探測137億光年之外,靈敏度比德國高10倍,比美國高3倍,甚至“你在月球上打電話,這裏能聽得清清楚楚”。爲了鑄就這口“大鍋”,天文學家南仁東耗盡了一生心血。最終,中國天眼開了“眼”,他卻永遠閉上了眼。

令人欣慰的是,無論是在調試期間,還是正式投入運行,中國天眼的表現沒有讓人失望。而今,越來越多的科學家接力呵護中國天眼,讓其表現越來越亮眼。

一個人和他的22年

“別人都有自己的大設備,我們沒有,我挺想試一試。”南仁東說這話的時候是1993年。那一年,中國射電望遠鏡的口徑只有25米,而早在1963年,美國就已經擁有350米口徑的阿雷西博射電望遠鏡。

抱着這個樸素的念頭,從1994年開始,南仁東和他的團隊踏上了漫漫征程。他們要建造的,是一個世界上最大的射電望遠鏡。

這在當時,被認爲是一項不可能實現的任務。從選址開始,就像打怪升級一般,南仁東克服了一個又一個的困難。最終,在貴州平塘,南仁東找到了一個地球上獨一無二、最適合建設射電望遠鏡的臺址。

這是從全國成千上萬個候選窪地裏挑選出來的,可謂萬里挑一。光選址和研究,南仁東就花了13年的時間。

選址難,立項難,建設難上加難。南仁東和團隊解決了一個又一個的難題,而這些難題在全世界幾乎都沒有經驗可以借鑑,只能埋頭開展技術攻關。

“如果沒成功,我怎麼交代?欠了國家的、鄉親的,我有退路嗎?”沒有退路的南仁東,把心思全放在了中國天眼的建設現場,他親力親爲,耗盡心血。

2016年9月25日,中國天眼建成。南仁東用自己人生中的22年,鑄就了一個大國重器。2017年9月15日,他卻永遠閉上了雙眼。真是“古有十年磨一劍,今有廿載鑄天眼”。

224顆脈衝星和5000個工作機時

進入調試期後,中國天眼表現令人驚豔。

一般情況下,國際上傳統大型射電望遠鏡的調試周期不少於4年,但中國天眼提前完成了調試任務,整體性能穩定可靠,並在調試階段取得了一批有價值的科學成果。其中,探測到146顆優質的脈衝星候選體(102顆得到認證),實現了目前國際最高精度的脈衝星測時觀測,並找到一例新的重複性快速射電暴,這些成果爲利用脈衝星計時陣探測低頻引力波提供了重要條件。同時,中國天眼還實現了偏振校準,並利用創新方法探測到銀河系星際磁場。 

正因爲主要性能指標達到了國際領先水平,今年1月份,中國天眼通過了國家驗收,正式投入運行。

不過,在正式投入運行不久,中國天眼即遭遇疫情衝擊。爲了確保中國天眼觀測不停擺,運營團隊制定觀測計劃,20多名科研人員堅守在觀測現場,克服了疫情帶來的種種不便,有的一待就是兩個月。這期間,中國天眼完成觀測時長達1000多小時,多項觀測任務提前完成。

“它超出了我的預期,現在每天可以保證20個小時左右的觀測時長。”針對中國天眼正式運行以來的情況,總工程師姜鵬表示,觀測時長是科學產出的重要保障,原以爲要達到5000個工作機時的話,至少需要3至5年,沒想到今年就做到了。“這需要很好的可靠性。”

截至9月中旬,中國天眼發現的脈衝星已達224顆。在探測脈衝星領域,中國天眼已經達到國際上的絕對一流水平。

目前,中國天眼已經啓動了脈衝星測時陣列、漂移掃描多科學目標巡天等5個重大和優先項目。未來3至5年,中國天眼的高靈敏度將有可能在低頻引力波探測、快速射電暴起源、星際分子等前沿方向取得突破。

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