中新網(wǎng)北京10月21日電 (記者 孫自法)由中國等創(chuàng)始成員國發(fā)起并建設(shè)的國際大射電天文臺(tái)——平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡(SKA)，其探路者項(xiàng)目最近迎來一個(gè)新的項(xiàng)目合作伙伴——來自中國的旨在進(jìn)行暗能量射電探測(cè)的天籟實(shí)驗(yàn)。
中國科學(xué)院國家天文臺(tái)10月21日發(fā)布消息說，國際大射電天文臺(tái)組織官方近日已正式認(rèn)證中國天籟項(xiàng)目為SKA探路者。
何以探路：為SKA提供新機(jī)遇檢驗(yàn)新技術(shù)
作為正在建設(shè)中的下一代巨型射電望遠(yuǎn)鏡陣列，SKA是一個(gè)政府間合作的望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目，其正式成員國目前包括中國、南非、英國、澳大利亞等10個(gè)國家。
SKA探路者項(xiàng)目與先驅(qū)項(xiàng)目包含來自世界各地的多個(gè)與SKA科學(xué)技術(shù)相關(guān)的大型科學(xué)裝置。盡管SKA已開工建設(shè)，但探路者相關(guān)最新研究成果，依然可以為SKA提供新的科學(xué)探索機(jī)遇，檢驗(yàn)新的探測(cè)技術(shù)。同時(shí)，SKA探路者成果也可以應(yīng)用到人類未來更大的天文望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目中。
SKA科學(xué)總監(jiān)羅伯特·布勞恩表示，SKA探路者項(xiàng)目為國際大射電天文臺(tái)建設(shè)鋪平了道路。即使SKA現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入初步運(yùn)行階段，現(xiàn)有的射電天線與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目仍將能夠?yàn)镾KA的科學(xué)計(jì)劃和研究基礎(chǔ)提供見解。
何為天籟：為宇宙繪制三維物質(zhì)分布圖
暗能量射電探測(cè)天籟實(shí)驗(yàn)由中國科學(xué)院國家天文臺(tái)主持建設(shè)，位于新疆哈密市巴里坤縣大紅柳峽鄉(xiāng)，其目的是檢驗(yàn)暗能量射電探測(cè)的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，為宇宙繪制三維物質(zhì)分布圖。
據(jù)天籟項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)介紹，“天籟”一詞來源于莊子著作《齊物論》，意為宇宙萬物自然之聲，天籟實(shí)驗(yàn)以探測(cè)宇宙重子聲波而由此得名。
根據(jù)目前的天文學(xué)觀測(cè)，宇宙有大約70%是神秘的暗能量，它引起了宇宙的加速膨脹。暗能量無法直接觀測(cè)，但其含量和特性可以通過觀測(cè)宇宙隨時(shí)間的膨脹速率進(jìn)行研究。宇宙大爆炸產(chǎn)生的“余波”在早期宇宙的物質(zhì)分布上留下了印跡，最終成長(zhǎng)為如今的大尺度結(jié)構(gòu)。通過研究宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)物質(zhì)分布，天文學(xué)家可以得到宇宙重子聲波振蕩，從而確定出宇宙隨時(shí)間的膨脹速率。
天籟實(shí)驗(yàn)所直接觀測(cè)的信號(hào)是源于中性氫原子的21厘米射電信號(hào)。中性氫是宇宙中含量最高的元素，在宇宙膨脹過程中，其21厘米信號(hào)已經(jīng)紅移到更長(zhǎng)的波長(zhǎng)范圍。天籟實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛟诒容^寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)觀測(cè)21厘米信號(hào)及其紅移信號(hào)，從而得到宇宙的三維物質(zhì)分布情況。
天籟項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)由中國科學(xué)院國家天文臺(tái)和中國多所高校相關(guān)學(xué)者、研究生以及來自美國、法國等相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的專家學(xué)者共同組成，作為中國射電天文學(xué)領(lǐng)域的重要科研平臺(tái)，天籟實(shí)驗(yàn)的開展也為中國射電探測(cè)技術(shù)培育了優(yōu)秀人才。
如何合作：天籟探測(cè)能力進(jìn)一步提高
天籟項(xiàng)目首席科學(xué)家、中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究員陳學(xué)雷表示，天籟項(xiàng)目現(xiàn)已建成兩種構(gòu)型的陣列望遠(yuǎn)鏡：柱形射電陣列有3個(gè)柱面反射面天線，安裝有96個(gè)饋源；碟形射電陣列有16個(gè)口徑6米的拋物面天線。這些陣列可以用于檢驗(yàn)中性氫巡天實(shí)驗(yàn)的相關(guān)探測(cè)技術(shù)，以及各種數(shù)據(jù)處理方法，都能應(yīng)用到SKA項(xiàng)目之中。
為了實(shí)現(xiàn)星空的快速巡天觀測(cè)，天籟射電干涉陣列采用大視場(chǎng)設(shè)計(jì)，這也非常適合SKA其他相關(guān)的科學(xué)目標(biāo)，例如對(duì)來自銀河系以外宇宙深處快速射電暴(即快速電磁波脈沖現(xiàn)象)的搜尋。
“通過開展實(shí)際的觀測(cè)工作，對(duì)真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，我們可以發(fā)現(xiàn)一些實(shí)際存在的問題，而這些問題僅通過理論分析工作是無論如何也無法全面考慮到的。”陳學(xué)雷說。
他透露，在東北大學(xué)支持下，天籟項(xiàng)目近期剛剛在原有陣列附近擴(kuò)建3個(gè)新陣列，從而使得天籟射電干涉陣列探測(cè)能力得到進(jìn)一步提高，可以對(duì)快速射電暴進(jìn)行精確定位。
