中国射电天文的下一个雄心

作者: 丁佳

来源: 中国科学报

发布日期: 2020-04-08

中国科学院院士武向平领导的中国SKA科学团队制定了十大科学目标,展示了中国向射电天文强国迈进的决心。中国在射电天文学领域布局深远,从多个望远镜的建设到参与SKA项目,都体现了中国的技术进步和国际合作精神。

追溯宇宙演化的长河,随着138亿年前大爆炸的余辉逐渐散去,宇宙曾经历过一段漫长的黑暗时期。忽然有一天,在宇宙深处诞生了第一代发光天体,这些天体的光芒逐渐照亮了整个宇宙,从此给宇宙带来了蓬勃的生机。对于自己所热爱的宇宙,中国科学院院士武向平不仅不吝于用最美好的辞藻去形容,也在用自己的实际行动去深入探索。

日前,武向平担任首席科学家的平方公里阵列射电望远镜(SKA)中国科学团队,制定了中国SKA的十大科学目标,这张雄心勃勃的路线图,展示了中国向射电天文强国迈进的决心。

在射电天文学这个分支领域,我国已经实现了从“0”到“1”的飞跃,逐步迈入世界射电的强国和大国之列。从密云米波综合孔径射电望远镜、德令哈13.7米望远镜、上海佘山和乌鲁木齐25米望远镜、东亚第一台性能先进功能齐全的全可动65米口径大型射电望远镜“天马”、巨型低频射电阵列21CMA,到500米口径球面射电望远镜“中国天眼”FAST,中国在射电天文学领域可谓布局深远,前进的脚步从未停歇。

SKA将是人类有史以来建造的最大射电望远镜,由全球十多个国家共同出资建造、运行、维护和管理。SKA将于2021年开始第一阶段建设,到2028年建成总规模的10%,并边建设边组网投入观测。SKA是一部快速傅里叶变换望远镜、数字化望远镜和软件望远镜,体现了诸多当代科学技术的最新和最高成就,并将推动全球制造、通信、计算、能源等一系列产业的迅速发展。

中国SKA科学团队在秉承国际合作开展大科学研究的前提下,经过长期探讨、广泛征询、充分论证和顶层设计,确立了中国SKA清晰的科学目标和发展路线图,即在SKA第一阶段,确保两个优先突破领域和若干具有中国特色的研究方向。两个优先突破的领域是中国SKA科学优先发展和重点支持的两个领域:宇宙黎明和再电离探测,以及脉冲星搜寻、测时和引力理论检验。

SKA的台址横跨澳洲、非洲两个大陆,由分布在3000公里范围内的2500面15米口径碟形天线、250个直径60米的致密孔径阵列以及130万只对数周期天线组成的稀疏孔径阵列组成。这样一个“巨无霸”级别的大科学工程,让中国工业界看到了中国的机会。

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