大约两年前，世界上最具标志性的望远镜之一轰然倒塌。阿雷西博望远镜——位于波多黎各阿雷西博——在其半个多世纪的存在的大部分时间里，都是世界上最大的单碟射电望远镜。一系列电缆故障导致望远镜 817 公吨的接收平台于 2020 年 12 月 1 日坍塌到下方的天线上，导致望远镜停止运行。
上周，拥有并资助阿雷西博天文台的国家科学基金会 (NSF) 宣布，它将不会资助望远镜的重建。同样，NSF 的资助计划也不会为阿雷西博天文台目前的科学基础设施提供“运营支持”，例如其 12 米射电望远镜或激光雷达设施。相反，NSF 正在征集提案，希望大学或其他团体能够在阿雷西博建立一个新的 STEM（科学、技术、工程和数学）教育和推广中心，年度预算为 100 万美元，为期五年。
许多天文学家对这一宣布感到失望，但并不意外。“我们意识到 NSF 将做出艰难的决定……但我们期望情况会稍微好一点，”波多黎各大学阿雷西博分校的行星天体生物学家阿贝尔·门德斯说。门德斯并不期望阿雷西博望远镜会被重建，但他表示，他曾希望天文台能够继续获得对其其他现场仪器的资助。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
尽管如此，毫无疑问，阿雷西博望远镜是阿雷西博天文台的旗舰仪器，也是使该地点在全球舞台上脱颖而出的原因。该望远镜建在波多黎各西北部的一个天然sinkhole（落水洞）中，该地理位置非常适合容纳其弯曲的 305 米直径反射天线。阿雷西博望远镜于 1963 年竣工，几十年来，它是世界上最灵敏的射电望远镜。
由于其探测微弱无线电信号的能力，阿雷西博望远镜能够推动天文学的许多领域。其中一个领域是寻找外星智慧生命，即 SETI。
“我认为，公平地说，从历史上看，阿雷西博望远镜一直是 SETI 最重要的射电望远镜，时期，”伯克利 SETI 研究中心主任安德鲁·西米昂说。西米昂解释说，阿雷西博望远镜的早期研究主要集中在研究地球大气层和电离层，但已故天文学家弗兰克·德雷克推动扩展其无线电能力——部分原因是扫描天空以寻找潜在的外星信号。除了尝试探测信息外，阿雷西博望远镜还在 1974 年著名地发送了一条信息，即“阿雷西博信息”，由德雷克设计，可以解码成一个简单的像素艺术图像，提供有关地球生命的基本信息。
除了对 SETI 的贡献外，阿雷西博望远镜还用于识别首批已确认的系外行星。通过观测毫秒脉冲星 PSR B1257+12，这个巨大的天线揭示了这颗快速旋转的恒星的无线电脉冲的轻微偏差，暴露了至少两颗行星的存在，这两颗行星都比地球大几倍。天文学家亚历山大·沃尔兹森和戴尔·弗雷尔于 1992 年宣布了这些行星。
阿雷西博望远镜的射电观测一直持续到 2020 年坍塌。“对于一个射电望远镜来说，能够如此长久地保持如此高的生产力，这是非同寻常的——也许是前所未有的，”国家射电天文台的弗雷尔说。
然而，在晚年，阿雷西博望远镜开始在许多射电天文学家中失宠。“人们已经转向多单元望远镜——建造由许多小部件组成的大型望远镜，”西米昂解释说。他说，与费力建造具有单个大型天线的射电望远镜相比，建立协同工作的小型望远镜阵列变得更容易且更有效。
但这并不是说完全放弃了巨型单碟射电望远镜。2016 年，中国推出了五百米口径球面射电望远镜 (FAST)，取代阿雷西博成为世界上最大的单碟射电望远镜。虽然多碟阵列在某些方面更复杂，但它们的功能也相应地更加灵活，因此已成为大多数现代射电天文学家的首选。如今，这种阵列在世界各地都可以找到。
“我很遗憾看到阿雷西博望远镜像过去许多其他射电望远镜一样消逝，”弗雷尔说，“因为它们都不得不为更新、更强大的望远镜让路。”
然而，阿雷西博望远镜不仅仅是一台射电望远镜。它也是一台雷达望远镜，能够向太阳系中的物体发射强大的光束。一旦反射回天线，这些光束使研究人员能够精确测量物体的大小、自转、表面和其他一些特性。事实证明，这种雷达探测对于研究可能威胁地球的小行星尤为重要。
约翰·霍普金斯大学的行星天文学家安迪·里夫金说，来自阿雷西博望远镜的雷达数据“已被用于帮助我们了解近地小行星可能具有的物理特性范围，以及我们可能需要为之做好准备的各种情况”。里夫金指出，阿雷西博望远镜帮助科学家规划了 NASA 的小行星重定向测试 (DART) 任务——该机构试图将小行星撞离轨道的尝试，里夫金帮助领导了该任务。里夫金说，在任务发射之前，阿雷西博望远镜收集了关于小行星 Didymos 的形状和大小以及其卫星 Dimorphos 的大小和轨道的精确雷达数据，这有助于 NASA 于 9 月 26 日成功撞击 Dimorphos。
里夫金说：“在阿雷西博望远镜坍塌时，它绝对仍在为小行星科学产生重要数据，并且没有其他设备可以替代其用于高分辨率雷达研究的特定能力。”
阿雷西博望远镜坍塌后，NSF 面临几个选择：按原样重建望远镜，以某种升级方式重建望远镜，或者完全不重建。前两个选项的预计价格均为数亿美元。（根据 NSF 的估计，仅清理坍塌现场就花费了3000 万至 5000 万美元。）NSF 倾向于将其预算用于许多天文学家认为更理想和更可行的其他设施，因此选择不重建望远镜。
NSF 发言人在给大众科学的电子邮件中写道， “由于[望远镜]坍塌而损失的大部分射电天文学能力可以通过对现有设施的额外投资和通过国际合作来恢复。”至于雷达，“NSF 与 NASA 和其他联邦机构合作伙伴合作，探索下一代地面雷达的需求。”
关于该机构将开展的在阿雷西博建立新的 STEM 教育和推广中心的提案，NSF 发言人写道：“NSF 认识到阿雷西博天文台遗址对波多黎各和全球科学界的科学、教育、历史、文化和经济意义，并将重点放在利用该设施令人难以置信的 STEM 教育潜力上”。目前尚不清楚这个教育中心将如何整合天文台现有的访客中心，该中心已经运行教育推广计划。
门德斯很高兴 NSF 决定投资于当地的教育推广，但他强调，在岛上拥有尖端的天文学研究能力可能对于培养更多波多黎各科学家更为关键。门德斯说，当阿雷西博望远镜仍在运行时，参观它激发了许多当地学生追求 STEM——特别是天文学——的职业生涯。门德斯自己年轻时就已经知道自己想学习天文学，但参观阿雷西博望远镜“给了[他]信心”，他说。“附近有这样一个巨大而重要的天文地点，让我感到自己被纳入了天文学界，”他解释道。
门德斯希望 NSF 500 万美元的拨款获得者能够独立筹集额外资金，以支持该地点仍在运行的一些研究仪器，包括其 12 米射电望远镜、太阳射电频谱仪和激光雷达设施，后者使用激光探测高层大气。
然而，就目前而言，阿雷西博天文台是否会以任何身份继续作为研究地点运作尚不清楚。该天文台目前雇用了十几名现场科学家，他们无法对 NSF 的公告发表评论。它还雇用了工程师，他们负责保持现有仪器的运行，以及数十名其他工作人员，从场地管理员到建筑物维护工人。“这些人中的大多数将失业，”门德斯说。
NSF 发言人写道：“NSF 感谢阿雷西博天文台现任和前任员工，他们对该地点的杰出工作至关重要。”该机构正在将天文台目前的资助奖励延长六个月至 2023 年 9 月，“以便为支持向拟议的新中心过渡提供更多时间。”
就目前而言，阿雷西博天文台的确切未来仍然不确定。但门德斯表示，除非进行大规模的筹款活动或协调一致地推动国会，否则在波多黎各重建类似阿雷西博望远镜的设施是不太可能的。
“阿雷西博在许多天文学家的心中占据着非常特殊的地位，”西米昂说。“尽管这也许是意料之中的一天，但这仍然是悲伤的一天。这绝对是一个时代的终结。”