巨型射电望远镜将搜索第一批恒星和星系

该阵列可能是迄今为止尝试过的最复杂和通用的射电望远镜,能够在45天内扫描整个北半球天空以寻找低频无线电波

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超过20,000个无线电天线将很快通过互联网连接,扫描大部分未开发的无线电频率,寻找第一批恒星和星系,并有可能寻找外星智慧信号。

低频阵列(LOFAR)将由位于荷兰和欧洲其他地区的48个站点的天线组组成,所有站点均通过光纤电缆连接。来自这些站点的信号将使用超级计算机进行组合,将该阵列转变为“可能是迄今为止尝试过的最复杂和通用的射电望远镜”,国际LOFAR望远镜董事会主席海诺·法尔克说。

目前,LOFAR的16,000个天线和41个站点已建成,该阵列将于今年年中完成。总而言之,LOFAR将具有相当于直径为620英里(1,000公里)的望远镜的分辨率。此外,“这是一个可扩展的设计——我们以后总是可以来添加额外的站点,”荷兰射电天文学研究所ASTRON的迈克尔·怀斯说。


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由于LOFAR如此之大,它可以扫描大片天空——它的第一个全天巡天调查于1月9日开始,可以在“仅仅45天内扫描整个北半球天空两次”,ASTRON的乔治·希尔德说。

LOFAR也速度非常快,能够测量仅五分之一纳秒的事件。此外,LOFAR本质上是由许多不同的射电望远镜组合在一起的事实意味着它可以同时运行,例如,三个不同的科学项目,怀斯说。

该阵列旨在监测低频无线电波,这是来自天空辐射的很大程度上未被探索的部分。这些无线电发射的一个关键来源是来自宇宙所谓的宇宙黑暗时代期间主导宇宙的冷氢气的极其微弱的信号。随着恒星最终出现,它们会在氢气上留下疤痕,通过分析来自这种气体的无线电信号随时间的变化,科学家们可以因此了解更多关于第一批星系是如何形成的。[信息图导览:宇宙的历史与结构]

ASTRON的格尔·德布鲁因说:“这是宇宙早期演化的关键阶段,从大爆炸后4亿年延伸到8亿年。” “我们想确切地知道它何时发生,如何发生,发生得有多快。”

LOFAR还将扫描人工无线电发射,作为寻找外星智慧(SETI)的一部分。过去的SETI任务侧重于更高频率的无线电波,但也许外星文明更喜欢较低的频率。

法尔克告诉SPACE.com:“LOFAR可以进行有趣的SETI实验。” “在未来几年,我们将尝试它。”

低频无线电波也围绕着极其强大的宇宙物体发射,例如黑洞,研究这些可以帮助科学家更好地了解这些狂暴系统的内部运作。例如,当涉及到脉冲星——可以在超新星爆发后形成的高度磁化和快速旋转的中子星——时,LOFAR可以监测来自脉冲星表面约60英里(100公里)范围内的无线电发射,ASTRON的杰森·海塞尔斯说。

LOFAR将于5月开始向国际天文学家开放其功能。LOFAR的科学家们在本月早些时候在德克萨斯州奥斯汀举行的第219届美国天文学会年会上详细介绍了他们的工作。

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Charles Q. Choi is a frequent contributor to 大众科学. His work has also appeared in The New York Times, Science, Nature, Wired, and LiveScience, among others. In his spare time, he has traveled to all seven continents.

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