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中国天眼：在射电天文领域领先世界20年

来源：科技日报2020-10-27 08:2814本报采访人员 何星辉是什么 ， 让中国在射电天文领域从远远落后到领先世界20年？是中国天眼 。 坐落在贵州省平塘县大窝凼 ， 是目前世界上最大单口径、最灵敏的射电望远镜 ， 一个妥妥的大国重器 。最远能探测137亿光年之外 ， 灵敏度比德国高10倍 ， 比美国高3倍 ， 甚至“你在月球上打电话 ， 这里能听得清清楚楚” 。 为了铸就这口“大锅” ， 天文学家南仁东耗尽了一生心血 。 最终 ， 中国天眼开了“眼” ， 他却永远闭上了眼 。令人欣慰的是 ， 无论是在调试期间 ， 还是正式投入运行 ， 中国天眼的表现没有让人失望 。 而今 ， 越来越多的科学家接力呵护中国天眼 ， 让其表现越来越亮眼 。一个人和他的22年“别人都有自己的大设备 ， 我们没有 ， 我挺想试一试 。 ”南仁东说这话的时候是1993年 。 那一年 ， 中国射电望远镜的口径只有25米 ， 而早在1963年 ， 美国就已经拥有350米口径的阿雷西博射电望远镜 。抱着这个朴素的念头 ， 从1994年开始 ， 南仁东和他的团队踏上了漫漫征程 。 他们要建造的 ， 是一个世界上最大的射电望远镜 。这在当时 ， 被认为是一项不可能实现的任务 。 从选址开始 ， 就像打怪升级一般 ， 南仁东克服了一个又一个的困难 。 最终 ， 在贵州平塘 ， 南仁东找到了一个地球上独一无二、最适合建设射电望远镜的台址 。这是从全国成千上万个候选洼地里挑选出来的 ， 可谓万里挑一 。 光选址和研究 ， 南仁东就花了13年的时间 。选址难 ， 立项难 ， 建设难上加难 。 南仁东和团队解决了一个又一个的难题 ， 而这些难题在全世界几乎都没有经验可以借鉴 ， 只能埋头开展技术攻关 。“如果没成功 ， 我怎么交代？欠了国家的、乡亲的 ， 我有退路吗？”没有退路的南仁东 ， 把心思全放在了中国天眼的建设现场 ， 他亲力亲为 ， 耗尽心血 。2016年9月25日 ， 中国天眼建成 。 南仁东用自己人生中的22年 ， 铸就了一个大国重器 。 2017年9月15日 ， 他却永远闭上了双眼 。 真是“古有十年磨一剑 ， 今有廿载铸天眼” 。224颗脉冲星和5000个工作机时进入调试期后 ， 中国天眼表现令人惊艳 。一般情况下 ， 国际上传统大型射电望远镜的调试周期不少于4年 ， 但中国天眼提前完成了调试任务 ， 整体性能稳定可靠 ， 并在调试阶段取得了一批有价值的科学成果 。 其中 ， 探测到146颗优质的脉冲星候选体（102颗得到认证） ， 实现了目前国际最高精度的脉冲星测时观测 ， 并找到一例新的重复性快速射电暴 ， 这些成果为利用脉冲星计时阵探测低频引力波提供了重要条件 。 同时 ， 中国天眼还实现了偏振校准 ， 并利用创新方法探测到银河系星际磁场 。正因为主要性能指标达到了国际领先水平 ， 今年1月份 ， 中国天眼通过了国家验收 ， 正式投入运行 。不过 ， 在正式投入运行不久 ， 中国天眼即遭遇疫情冲击 。 为了确保中国天眼观测不停摆 ， 运营团队制定观测计划 ， 20多名科研人员坚守在观测现场 ， 克服了疫情带来的种种不便 ， 有的一待就是两个月 。 这期间 ， 中国天眼完成观测时长达1000多小时 ， 多项观测任务提前完成 。“它超出了我的预期 ， 现在每天可以保证20个小时左右的观测时长 。 ”针对中国天眼正式运行以来的情况 ， 总工程师姜鹏表示 ， 观测时长是科学产出的重要保障 ， 原以为要达到5000个工作机时的话 ， 至少需要3至5年 ， 没想到今年就做到了 。 “这需要很好的可靠性 。 ”截至9月中旬 ， 中国天眼发现的脉冲星已达224颗 。 在探测脉冲星领域 ， 中国天眼已经达到国际上的绝对一流水平 。目前 ， 中国天眼已经启动了脉冲星测时阵列、漂移扫描多科学目标巡天等5个重大和优先项目 。 未来3至5年 ， 中国天眼的高灵敏度将有可能在低频引力波探测、快速射电暴起源、星际分子等前沿方向取得突破 。


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