中国天眼令世界瞩目,它到底有多牛?

小宋谈科普 2024-03-02 14:50:13

中国天眼是中国科学院国家天文台的一座射电望远镜,位于中国贵州省内,主体工程于2011年开工建造,2016年工程落成,2020年正式开始运行;是目前世界上第一大的填充口径(全口径均有反射面的)射电望远镜。

中国天眼是一口500米口径的射电望远镜,和我们生活中常常见到的光学望远镜不同的地方在于,光学望远镜是通过可见光进行观测的,射电望远镜是通过接收宇宙中不可见的无线电波来观测宇宙的。

可见光和非可见光

可见光和无线电是两种不同的电磁波,可见光是人眼可以感知的电磁波,它的波长较短,能够被大气层中的氧气和水蒸气吸收,因此只能在大气层内传播。可见光是我们日常生活中最常见的光线,我们通过眼睛来感知和观察周围的事物。

无线电波是一种电磁波,波长较长,能够穿透大气层并在空间中传播。无线电波可以通过天线接收和发送,用于通信、广播、雷达和天文观测等领域。通过无线电波,我们可以传输和接收信息,探测和研究宇宙中的无线电信号。

可见光和无线电波在应用和观测上有各自的特点和优势。可见光窗口是人类观测宇宙的主要手段,通过可见光望远镜可以观测到星系、恒星、行星、星云等天体。而无线电窗口则可以穿透遮挡物,观测到被可见光遮挡的天体,如尘埃云、星际气体等。通过无线电波的频率和波长,我们可以研究天体的物理性质、结构和演化,探索宇宙的奥秘。

中国天眼的构成

中国天眼的构成包括主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端以及观测基地等几个部分。

是中国天眼的核心部分,由上万根钢索和4450个反射单元组成的球冠型索膜结构。它的外形类似于一口巨大的锅,接收面积相当于30个标准足球场。

主动反射面的表面由4450片三角形组成,每边长约11米,形成了测地线圆顶的形式。通过下方的2225个绞车,可以调整面板之间的接头,使柔性钢缆支架变形为与所需天空方向对齐的抛物面天线。

主反射器固定在自然凹陷的岩溶地形中,将接收到的电波聚焦在悬挂在其上方140米的"馈源舱"的接收天线上。主反射器由穿孔铝板制成,由悬挂在轮缘上的钢缆网支撑。

在主反射器上方,有六个高塔支撑着一个轻型的电缆机器人"馈源舱"。接收天线安装在斯图瓦平台的下方,可以提供精细的位置控制,并补偿风运动等的干扰,使指向精度可以高达8弧秒。

馈源舱

简单理解:中国天眼的主要构造是一个直径为500米的巨大抛物面反射器,由约4400个可调节的铝板组成。这个抛物面反射器的形状和曲率被精确设计,以便将射电波聚焦到接收机的焦点位置。在焦点位置,有一台高灵敏度的接收机,用于接收和记录来自天体的射电信号。

基本原理是利用抛物面反射的原理来汇集天体发出的射电波信号,从而进行射电天文观测。

中国天眼的巨大反射面使其能够接收到更多的射电信号,从而提高了探测的灵敏度和分辨率。它可以探测到更暗弱、更遥远的天体,帮助科学家研究宇宙中的各种现象,如脉冲星、银河系、星系等。

2024年2月23日,位于贵州的500米口径球面射电望远镜FAST持续观天。凭借望远镜的超高灵敏度,FAST目前监测到的脉冲星数量已达883颗,是自其运行起至今,同一时期国外同类型望远镜监测数量总和的3倍以上。

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小宋谈科普

简介:互联网行业,从事多年的程序员