南非的科学家和政治家们正在共同庆祝一个巨型望远镜的正式启用,该望远镜已经开始改变该国的天文学研究。
7月13日,在北开普省一个偏远地区进行的现场直播仪式,标志着强大的 MeerKAT 射电望远镜的竣工,该望远镜在南非设计并由其出资建造。
MeerKAT 由 64 个直径均为 13.5 米的碟形天线组成,是世界上同类望远镜中最灵敏的,它将以前所未有的细节绘制射电天空图。
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这个耗资 44 亿兰特(3.3 亿美元)的项目最终将成为未来名为 平方千米阵列 (SKA) 的洲际设施的一部分,该设施建成后将成为世界上最大的射电望远镜。
SKA 组织总干事菲尔·戴蒙德在启动仪式上说:“有了这个新仪器,南非有望站在天文学和数据科学的最前沿。SKA 的预期成功在很大程度上依赖于 MeerKAT。”
该国副总统大卫·马布扎以及包括现任科学部长和四位都曾参与推动该项目的前科学部长在内的众多内阁成员出席了仪式。
马布扎说:“MeerKAT 是一个标志性的仪器。我们为如此规模的项目能够在预算内按时完成而感到自豪。”
银河系成像
自 2016 年安装以来,MeerKAT 的一部分一直在收集数据。在仪式上,科学家们公布了一张使用全部 64 个碟形天线拍摄的图像:这是银河系中心最详细的射电图像,其中包含一个超大质量黑洞(见上图)。
预计 MeerKAT 将在未来几个月内完全准备好进行科学研究;目前已经有两个项目正在进行中,一个项目着眼于被称为瞬变的短暂天文事件,另一个项目则调查星系中的氢丰度。瞬变包括快速射电暴,其持续时间短至几秒,并且是天文学中最令人困惑的现象之一,而天文学家对氢感兴趣是因为这种丰富的元素是恒星的燃料,以及其他用途,可以用来追溯宇宙的历史。
MeerKAT 使用一种称为干涉测量的技术,其中许多碟形天线或天线共同充当一个单独的望远镜。每个碟形天线收集来自太空的相对微弱的射电信号,这些信号必须被组合、过滤并转换为对天文学家有用的数据。
天文学雄心
该项目激发了该国的天文学雄心,该雄心利用了北开普省等地区的条件,这是一个因其可靠的无云天空而选择的人口稀少的地区。这些雄心——以及 SKA 的诱惑——已经吸引了来自世界各地的天文学家、工程师和数据科学家。许多 SKA 和天文学专属的研究主席——专门从事研究和研究生培训的大学职位——已被授予外国科学家,或吸引了当地科学家从其他国家返回。
南非射电天文学天文台的首席科学家费尔南多·卡米洛说:“MeerKAT 是吸引我来到南非的原因。”他于 2016 年从美国搬到南非,加入了 MeerKAT 项目。
在 21 世纪初,在该国加入竞争主办 SKA 并开始有意识地努力扩大其天文学研究人员基础之前,大约有 10 名专门的射电天文学家,南非射电天文学天文台首席技术专家兼南非 SKA 项目的最初推动者贾斯汀·乔纳斯说。该国的许多大学现在都拥有强大的射电天文学研究小组。“在过去,我们的天文学家出国从事天文学研究,现在我们成了吸引力所在,”他说。
科学家和官员预计 MeerKAT 将继续提高南非科学的知名度。目前,科学家们正渴望获得 MeerKAT 的数据。“初步数据比我们预期的要好,”德国马克斯·普朗克射电天文学研究所所长迈克尔·克莱默说,他参与了一个使用 MeerKAT 寻找瞬变和脉冲星的项目。
他说,他的一些同事已经搬到南非参与该项目,而其他人则定期访问。“拥有同类望远镜中最好的望远镜会做到这一点。”
MeerKAT 将容纳八个“大型调查”项目,其中一些由南非人领导,一些由外国科学家领导,每个项目在五年内分配超过 1,000 小时的观测时间。卡米洛说,其中一半以上将调查氢。其余观测时间(约三分之一)将通过公开征集分配给世界各地的天文学家。
64 个 MeerKAT 碟形天线最终将被吸收到 SKA 的第一阶段中,该阶段将在南非另外建造 130 个碟形天线,并在澳大利亚建造多达 13 万个天线。预计将于 2020 年开始建设。
本文经许可转载,并于2018 年 7 月 13 日首次发表。