清华大学“新世界·新视野”天文公众系列讲座第十六讲举行

 

2016年12月19日晚,清华大学“新世界·新视野”天文公众系列讲座第十六讲——《观天巨眼——FAST》在清华大学大礼堂举行。主讲人李菂是千人计划入选者、国家天文台射电天文研究部首席科学家、FAST项目科学家、美国宇航局优秀团队奖获得者。本次讲座吸引了众多校内外师生和天文爱好者前来参加。讲座同时开通了网上直播,吸引了1.3万在线观众。    

 

讲座现场

 

500米口径球面射电望远镜(FAST)被誉为“中国天眼”,坐落在贵州省的喀斯特地貌洼坑中,是目前世界上口径最大、最具威力的单天线射电望远镜,于今年9月25日竣工。主讲人首先介绍了射电天文的用途。天文学家对来自宇宙的电磁场随时间采样,记录并处理、研究电磁场相位、振幅、偏振等信息。这些电磁波频率低于可见光范围,携带人类肉眼看不到的奥秘。可以说,射电天文是人类对来自宇宙的电磁波的“超感”。

 

主讲人李菂作报告

 

李菂首先介绍了射电天文的发展史和一些主要的射电望远镜。二战后雷达技术被应用于天文观测,揭开了射电天文学发展的序幕。为了提高射电望远镜的分辨率,科学家和工程师不断向更大口径、更高控制精度发起挑战。美国的绿岸射电望远镜(GBT,Green Bank Telescope)重达七千多吨,口径一百米,其位置精度需要控制到毫米以下。建于上世纪60年代射电天文起步时期的300米口径阿雷西博(Arecibo)则堪称巨人的梦想,半个世纪以来也取得了丰硕的科研成果。

在此基础上,李菂介绍了FAST的科学和工程创新。望远镜的反射面由4000多块边长11米的三角形金属板构成了望远镜的反射面。每块反射板在索网的拖拽下转动,从而改变反射面的形状,将来自目标天区的电磁波聚焦。反射板精确的控制则依靠激光监测系统。整个项目催生并应用了大量的自主创新技术。

500米观天巨眼的科学目标是什么呢?李菂介绍了三个重要的方面。一是观测中性氢的21厘米谱线,它对宇宙学和星系演化有重要的意义。二是观测脉冲星,这也是探测低频引力波的手段。三是毫米、厘米波段的电磁波携带着星际分子信息,它们关系着宇宙中的生命起源。此外,快速射电暴的起源仍然是未解之谜,FAST的观测成果将帮助人类理解该神秘现象。

FAST目前仍然在调试阶段,面临着不少局限和挑战。比如做不到快速切换目标,反射板的控制精度也限制了观测能力。主讲人回顾了FAST项目的历史,从1994年提出构想到今年竣工已经走过二十多年,几经波折,科学目标也随着射电天文的发展有所变化。一座大型天文望远镜的建设是几代人梦想和心血的结晶。我们期待着中国的观天巨眼早日为人类对宇宙的认识做出重要贡献。

 

李菂回答观众问题

 

最后,李菂与听众进行了交流互动,对大家提出的问题一一做出了客观的分析和积极的展望。