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“千眼天珠”成功探测到了脉冲星,还能拍摄太阳并“打喷嚏”

admin2023-04-09随笔日记482
圆环阵太阳射电成像望远镜由300多个直径6米的“锅盖”组成。坐落四川稻城的圆环阵太阳射电成像望远镜台站全景。

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圆环阵太阳射电成像望远镜由300多个直径6米的“锅盖”组成。坐落四川稻城的圆环阵太阳射电成像望远镜台站全景。

近日,我国自主研发的圆环阵太阳射电成像望远镜(DSRT),首次成功勘探脉冲星。该体系坐落四川甘孜稻城,是全球规划最大的综合孔径射电成像望远镜,估计今年底正式投入科学运转。

作为“观天神器”,它的来头可不小——这是国家严重科技基础设施子午工程二期的重要组成部分,是全球规划最大、性能最强的太阳射电成像望远镜。

从立项之时起,它就被赋予了前沿、重要的任务——监测太阳“打喷嚏”。

观天逐日,探秘星斗大海,这便是“大国重器”的硬核浪漫。

外形

313台6米“锅盖” 分布在超大圆环上

DSRT是我国自主研发的太阳射电监测“综合孔径相机”,作业在150-450MHz 频段。

在海拔3800多米的四川稻城县噶通镇群山之间,313台6米直径形似锅盖的天线均匀分布于直径1000米的圆环上。圆环中心100米高的定标塔为整个观测链路供给定标基准,整个圆环阵被当地居民称为“千眼天珠”。这便是我国又一“国之重器”。

功用

观测太阳“打喷嚏” 供给空间气候预警

在规划之初,圆环阵太阳射电成像望远镜是为监测太阳迸发服务的。据DSRT项目负责人、主任规划师阎敬业透露,它能够高质量监督太阳的迸发活动,实现接连成像成谱观测,为太阳物理和空间气候研讨供给自主数据。自2021年3月起,本着“边建造、边调试、边运转”的原则,DSRT获取了大量太阳活动图画和频谱数据,已具有监测太阳的才能。

这个“观天神器”能拍太阳“打喷嚏”。

体系采用独特的圆环阵列构型和原创的单通道多环肯定相位定标技能,能够高质量监督太阳的迸发活动,实现接连成像成谱观测,为太阳物理和空间气候研讨供给自主数据。

圆环阵太阳射电成像望远镜的建成能够实现实时监测太阳,监测太阳射电耀斑,盯梢日冕物质抛射(CME)的构成、演化和进入行星际的全进程,对子午工程二期探究高时空分辩的日地空间环境动态特征和改变规则起到重要作用。

勘探近地要挟小天体 应对近地小行星碰击

除了监测太阳“打喷嚏”,研讨人员又测试了它观星的才能。

3月28日,中科院国家空间科学中心副研讨员武林带领团队利用已开始集成完毕的146个单元天线,展开了脉冲星观测,成功获取了接连射电图画序列,识别出脉冲星J0332+5434在图画中的闪耀,脉冲星定位精度达到1.8角分。

这项试验完整验证了DSRT的凝视成像、勘探才能,展现了全可动、大视场、高活络、高分辩、高动态的技能特点,为脉冲星、快速射电暴和近地要挟小天体勘探等后续射电天文扩展应用奠定了基础。

上一年4月,国家航天局副局长吴艳华在接受采访时表示,我国将着手组建近地小行星防御体系,共同应对近地小行星碰击的要挟,为维护地球和人类安全贡献中国力量。而具有了“观星”才能的DSRT后续也有望参加近地小行星的防御体系,服务于近地要挟小天体勘探。

揭秘

为什么要观测太阳“打喷嚏”

圆环阵太阳射电成像望远镜中心任务是实时监测地球空间气候事情的源头——太阳。

为什么要专门建一座望远镜,一向盯着太阳看?

太阳是离咱们最近的恒星,给地球和人类带来了光和热,孕育了地球上的生命,可是它也有“打喷嚏”的时分。强烈的太阳迸发会开释出100亿颗百万吨级原子弹的能量,假如迸发时抛射的带电粒子飞向地球,等离子体团带着的巨大能量将对地球产生严重影响。

比如导致地球轨道卫星受损,斗极定位的误差可能从“厘米级”扩大到“百米级”,使用短波通信的对讲时机悉数“趴窝”,地上电网可能焚毁导致大面积停电。

“观天神器”每天盯着太阳,看它什么时分“打喷嚏”,看它“打喷嚏”的方向和速度,就能够为卫星等设施的正常运转供给空间气候预警,保障各种设备安全运转。

延伸

子午工程标志设备之一 实现从地上对日地 三维立体式勘探

圆环阵太阳射电成像望远镜作为子午工程二期严重设备,它也是全球规划最大性能最强的

太阳射电成像望远镜,是子午工程二期标志性设备之一。

子午工程是国家布局的用于研讨空间气候的观测网络。作为我国严重科技基础设施,子午工程一期2012年投入运转,二期工程于2019年开工,估计今年底全面建成。圆环阵太阳射电成像望远镜正是子午工程二期标志性设备之一。

子午者,南北也。子午工程一期大部分观测设备,分布于东经120度子午线附近,好像古人利用长城烽火台传递情报信息,沿南北方向布局设备,有利于捕获空间气候扰动的传达和演化进程。

为实现对我国疆域的覆盖以及对中、小尺度空间气候物理进程的勘探,子午工程二期应运而生。在一期的基础上,它在东经100度和北纬40度附近增加两条观测链,构成“井”字形布局空间环境监测网络。

由此,子午工程将实现从地上对日地空间的三维立体式勘探。

建造

规划大、研发难度高 排查数百项技能难题

2022年11月13日,二期圆环阵太阳射电成像望远镜设备,经过四年的建造在四川甘孜稻城县完结体系集成。

翻看这张“天罗地网”的建造时间表会发现,项目建造的节奏是先慢后快——2019年获批立项建造,真实的313个天线的大体系建造从2021年末才开始。

为了充沛开释技能危险,项目组采用了“三步走”的建造计划。

第一步,试水,先建起两座小天线,进行体系研发。

第二步,验证,建起更杂乱的16座天线体系,展开验证研发;终究,才发动313单元大体系的建造。前两步分别于2021年8月、12月完结。在这个进程中,武林和同事杨洋协调各外协单位,从样机研发到联调联试,排查和处理了数百项技能难题。

16单元验证体系建成时,其天线单元数量仅有国际同频段观测设备1/3。但其针对太阳活动区的观测成果,已优于同类。这样一来,体系的整体功用和性能指标得到了验证,大体系建造的技能危险得到了充沛开释。

到了建造阶段,承担分体系研发的各外协单位的建造者们又战胜疫情、高寒缺氧的影响,继续在海拔3800米的高原上战役,终究使得设备体系集成作业比估计时间提早50天完结。 

知多D

脉冲星是什么?

能够宣布有规则的射电脉冲信号的星球。1967年,英国天文学家首次发现了脉冲星,当时有人认为是一种名叫“小绿人”的外星人给咱们地球人的一种信号。脉冲星是超新星爆破后构成的中子星,它是半径仅有10千米左右的超高密度星体,1立方厘米的质量就能有10亿吨。脉冲星自转非常快,例如金牛星座中著名的中国新星1045年迸发后遗留下一片蟹状星云,它的中心便是一颗脉冲星,每秒钟能够自转约30次,能以0.033秒为周期宣布射电波脉冲。中子星的自转和辐射,使地球上的观测者,有时看见,有时看不见。

统筹/整合 易福红 杨存海 实习生 李燕妮 黄俊淇 文图来历 新华社 央视新闻 四川日报


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