阿雷西博和来自中国贵州的FAST望远镜 ， 被誉为地球射电天文学上的“两只大眼睛” 。
文 | 沈 林
2020年的最后一个月 ， 12月的第一天 ， 美国传来了一个消息 。 美国国家科学基金会（NSF）称 ， 位于波多黎各的阿雷西博天文台的巨型射电望远镜平台于11月30日晚间至12月1日凌晨之间坍塌 。
据当地媒体报道 ， 工程师们已评估了损坏情况 ， 确定望远镜的三个支撑塔全部断裂 ， 重达900吨的仪器平台坠落到下面的碟形反射盘上 。 望远镜的支撑钢缆也断裂了 ， 望远镜很可能已不能再使用 ， 重建是目前最可行的方法之一 。
阿雷西博望远镜和中国FAST望远镜被誉为地球“两只大眼睛” ， 现如今 ， 地球只剩下中国一只“眼睛”了 。
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有过许多重大发现
波多黎各的“阿雷西博”大型射电望远镜 ， 是世界上第二大射电望远镜 ， 其主要的研究对象是类星体、脉冲星以及处在宇宙边缘的其它射电源 。
脉冲星是一种非常奇异的中子星 ， 它是恒星坍缩形成的遗骸 ， 却不断地向外发出固定频率的无线电波 。 由于高速自转的“灯塔效应” ， 地面所接收到的射电信号呈现脉冲形式 ， 通过对其深入研究 ， 泰勒和赫尔斯首次发现引力波存在的间接定量证据 ， 这是对爱因斯坦广义相对论的一项重要验证 。 凭借这一发现 ， 1993年 ， 泰勒和赫尔斯一起荣获诺贝尔物理学奖 ， 这也成为阿雷西博射电望远镜的骄傲 。
值得一提的是 ， 1974年 ， 科学家们还在这里向距离地球25000光年的球状星团M13发射了一串信号 ， 这串信号采用二进制数字组组成 ， 称为“阿雷西博信息” 。 这次发射信息也是对地球外生物是否存在的一次试探 。
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除此之外 ， 阿雷西博望远镜对射电天文学的重要发现以及行星和太阳系的研究贡献巨大 ， 曾绘出第一幅金星表面的雷达图 ， 并在1992年首次发现太阳系外的行星系统 。 除了科学家对这里充满热情 ， 阿雷西博射电望远镜壮观的外形也常常给电影工作者带来灵感 ， 007系列《黄金眼》和电影《接触》的部分场景是在这里拍摄的 。
近年来频频受伤
2006年 ， NASA停止提供补充资金来支持阿雷西博天文台 ， NSF官员建议将运营和维护该设施的预算进一步削减 ， 从2007年的1050万美元降低到2011年的400万美元 。
2017年来 ， 阿雷西博望远镜更是接连“受伤” 。
2017年 ， 飓风玛莉亚带来的强风导致430兆赫线路馈送断裂并掉到主镜盘上 ， 损坏了接收盘面上38000块铝板中的约30块 。 由于阿雷西博的观测资料主要依赖于位于圆顶中的馈送和接收器传送 ， 而不使用线路馈送 。 总体而言 ， 飓风造成的伤害很小 。
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2020年则意外不断 。 8月 ， 望远镜的一条辅助钢缆发生故障 ， 使得望远镜反射盘受损 。 11月 ， 主钢缆断裂 ， 对望远镜反射盘造成进一步的破坏 。
因此 ， 11月19日 ， 美国国家科学基金会宣布 ， 该望远镜将被关闭 ， 并以可控方式拆除 ， 该消息发布后 ， 曾有3.5万人参与了网络签名活动 ， 请求拯救天文台 。 没想到拆除计划还在进行 ， 望远镜平台就已倒塌 。
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虽然NSF的其他一些设施可以代替阿雷西博望远镜 ， 但专家表示 ， 放弃阿雷西博 ， 事实上意味着美国的外星无线电监听计划的实质终止 。
地球的另一只眼睛仍将继续工作
阿雷西博和来自中国贵州的FAST望远镜 ， 被誉为地球射电天文学上的“两只大眼睛” 。 2016年 ， 中国500米口径球面射电望远镜（FAST）竣工 ， 超过阿雷西博天文台成为世界上最大的单孔径望远镜 。 曾有专家形象地说 ， “它灵敏到可以在雷声中分辨出蝉鸣 。 ”
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长期在阿雷西博天文台工作的亚伯·门德斯表示 ， “如果你在监测一个无线电频谱较弱的来源 ， 你需要两个大的无线电望远镜：一个在白天指向某物 ， 另一个在夜间指向某物 。 我们现在唯一在做类似事情的地方是中国（FAST） ， 而且（它）比阿雷西博还要灵敏......现在我们只有一只眼睛了 。 ”
目前 ， 这唯一的眼睛运行稳定可靠 ， 还取得了一系列重大科学成果 。
自今年1月验收以来 ， “中国天眼”发现脉冲星数量超过240颗 ， 基于“中国天眼”数据发表的高水平论文达40余篇 。 其中 ， 北京大学教授、国家天文台研究员李柯伽研究团队利用“中国天眼”探测到1例全世界仅有21例的快速射电暴重复爆FRB180301 ， 在国际上首次发现该重复爆的辐射具有非常丰富的偏振特征 。 这一观测对快速射电暴的辐射起源提供了新的信息 ， 显示了磁层在快速射电暴辐射机制中的作用 。
过去 ， 因为我国没有大型射电望远镜 ， 中国天文学家无法拿到第一手资料 ， 所以在这个前沿领域的研究中 ， 他们多是侧重于理论研究 。 但如今 ， 借助“中国天眼” ， 我国科研团队迅速成为国际快速射电暴领域的核心研究力量 ， 相关成果论文连续两次登上国际学术期刊《自然》 。
“中国天眼”计划明年向全球科学家开放
公开资料显示 ， 今年2月 ， “中国天眼”团队克服疫情影响 ， 正式启动科学委员会遴选出的5个优先和重大项目 ， 近百名科学家开始使用并处理“中国天眼”的科学数据 ， 一个又一个原创突破接连“冒”了出来 。
并且 ， 天眼团队表示“未来考虑逐步向国外科学家开放” 。
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“中国天眼” 图 | 新华社
据悉 ， “中国天眼”的超强灵敏度使其在射电瞬变源方面具有重大潜力 ， 有望在短时间内实现纳赫兹的引力波探测、捕捉到宇宙大爆炸时期的原初引力波 ， 为研究宇宙大爆炸原初时刻的物理过程提供数据支撑 。 同时 ， 还有能力将我国深空探测及通信能力延伸至太阳系边缘 ， 满足国家重大战略需求 。
中国科学院院士、FAST科学委员会主任武向平指出 ， FAST的超高灵敏度 ， 将脉冲星的测时精度提升了至少一个数量级 ， 这有望使人类首次具备纳赫兹引力波的探测能力 。 为了发挥更大的科学价值 ， 计划明年将FAST向全世界科学家开放使用 。
届时 ， 中国“天眼”将变身为世界“天眼” 。
参考资料：央视新闻、新华社、每日经济新闻等
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