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30 個足球場大!中國 FAST 電波望遠鏡「天眼」預計 9 月啟動

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FAST 電波望遠鏡。圖/中國科學院國家天文台

被譽為中國「天眼」、目前全世界最大的 FAST 電波望遠鏡,正式的官方名稱是「500 公尺口徑球面電波望遠鏡」(Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope, FAST)。花了將近五年、耗資七億人民幣(約台幣 35 億元)的望遠鏡,由中國科學院國家天文台和貴州省共同建造,月初(2016 年 7 月 3 日)完成最後一塊反射面板的吊裝。它的直徑達 500 公尺、圓周長約 1.6 公里,總面積廣達 25 萬平方公尺。

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工人在組裝 FAST 電波望遠鏡最後一塊面板。圖/中國科學院國家天文台

中國媒體新華網說這個天眼足足有 30 個足球場大,還稱它的「超強靈敏度能將人類搜尋外星文明的能力提升到前所未有的水平」。

天眼超廣鏡面 既靈活又精準

預計在今(2016)年 9 月開始營運的天眼,主要接收來自外太空的電磁波,透過鏡面反射後,利用拋物面讓投射來的電磁波同相聚焦(對迴波訊號進行相位加權或相位調整),藉此蒐集天體的電波輻射。接收機將這些訊號加工、轉換成可供紀錄顯示的形式,再透過終端設備把訊號記錄下來,按特定要求進行後續處理。由於口徑大小是影響望遠鏡偵測無線電靈敏度的主因,中國媒體報導,天眼 500 公尺的直徑,理論上意味著可以接收到來自距離地球百億光年以外的電磁訊號,而這個距離可能接近於宇宙邊緣,亦即 137 億光年遠。

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2015 年 11 月 21 日上午 11 時,FAST 望遠鏡饋源支撐系統首次升艙成功。圖/FAST工程

除了能夠靈敏偵測到距離百億光年的宇宙電波外,天眼還有幾項獨門絕技。騰訊報導,天眼觀測天體時,會隨著天體方位變化、形成一個直徑 300 公尺的瞬間拋物面,透過這個拋物面來匯聚電磁波;此外,雖然天眼面積與 30 個足球場差不多大,精準度卻絲毫不打折扣,中新網提到,建造天眼的建材生產全程恆溫,所有材料都在攝氏 20 度製造,目的是為了避免組裝上的誤差。科學家為此特別設計定位夾具,它能對每塊面板的水準位置以及軸向高度進行精準定位,每個正三角形交點孔位精度保持在 0.1 公釐至 0.15 公釐。

潛力無窮的天眼望遠鏡

根據新華網報導,完成測試上線後的天眼,主要工作是探測宇宙中遙遠的信號、物質,例如電磁波、微波、雷射、宇宙中的各種氣體、有機物、星際物質、恆星等的輻射信息。它將對脈衝星、類星體等各種暗弱輻射源進行更精密的觀測,對它們的物質結構、產生機制進行深入探索。

國家天文台研究員彭勃受訪時表示,天眼觀測外星文明的潛力,「大約是現存設備的 5 到 10 倍」,而且它還能看見更遠更黑的角落。鄭曉年也認為,天眼至少可以在未來 10 到 20 年的時間內,保持世界第一的地位。

 

參考資料:

關於作者

彭 琬馨

琬馨

一路都念一類組,沒什麼理科頭腦,但喜歡問為什麼,喜歡默默觀察人,對生活中的事物窮追不捨。相信只要努力就會變好,相信科學是為了人而存在。 在這個記者被大多數人看不起的年代,努力做個對得起自己的記者。