盘点世界上8座“体型巨大”的射电天文望远镜

chris是小胖纸

我国的“天眼”（FAST）已成为世界上口径最大的球面射电望远镜（500米）。在天文观测领域，为了比较射电望远镜的尺寸，需要分清射电望远镜的形态、是抛面的、球面的、带形的，还是把许多单个射电镜连起来组成的阵列。下面让我们盘点一下不同类型射电望远镜的尺寸。
VLA（阵列）




超大阵列（Very Large Array，VLA）位于美国新墨西哥州，是世界上最大的合成孔径射电望远镜。它由27个25米长的Y形射电望远镜组成。人们可以通过轨道移动单个望远镜来改变望远镜之间的距离，从而形成不同的阵列来满足不同的观测需要。






为了纪念射电天文学之父卡尔·詹斯基，VLA现在改名为詹斯基甚大阵列。计划中的ska（平方公里阵列）将由南非和澳大利亚数以千计的小型射电望远镜组成，并将成为有史以来最大的射电望远镜。
“天马”（65米）




抛物面射电镜是最常见的射电望远镜。中国上海65米口径射电望远镜，又称天马望远镜，位于上海松江佘山。它是亚洲最大的全方位移动式大射电望远镜系统，也是世界第四大射电望远镜系统。它建于2012年。它能探测到100亿光年以外的天体的射电信号。
“绿岸”（110米）




罗伯特·伯德绿岸望远镜位于北美西弗吉尼亚州，抛物面天线直径达110米。它是世界上最大的全移动射电望远镜，也是世界上最大的陆地移动物体。它高146米，重7700吨。反射镜采用独特的离轴设计，使天体辐射能直接到达天线表面，增加有效观测面积。






绿岸望远镜于2000年投入使用。它位于一片荒郊野外的“无线电静默区”的核心区域，那里没有手机、无线WiFi、电视甚至微波炉。这架望远镜非常灵敏，它甚至能捕捉到“像雪花落到地上”的微弱信号。自2011年以来，它还从开普勒望远镜中选择了一些潜在的类地行星作为观测对象，以寻找可能的宜居星球。
“洛弗尔”（76米）




曼彻斯特大学洛弗尔射电望远镜的抛物面天线直径为76米。1957年建成时，它曾经是世界上最大的全移动射电望远镜，现在排名第三。洛弗尔是一名英国天文学家，对射电天文学的研究做出了重要贡献。所谓射电天文学是指，利用无线电接收技术研究天文现象。
“埃菲尔斯伯格”（100米）




位于德国波恩附近的埃菲尔斯伯格射电望远镜建于1972年。它的抛物面天线直径100米。抛物面由2372块长3米、宽1.2米的金属板组成，排列成17个同心圆。






这台望远镜观测波段宽，从90厘米到3毫米不等，灵敏度和分辨率都很高。首次在毫米波段观测脉冲星辐射，在射电星系、活动星系核、星际分子等观测方面也取得了成果。
“阿雷西博”（350米）




阿雷西博望远镜直径305米，建在波多黎各岛的一个天然陨石坑内，后来扩大到350米。与上面的可旋转望远镜不同，它的孔径太大，无法支撑，更不用说移动了。只能在一个天然陨石坑的基础上挖个坑放进去。因为它不能旋转，所以需要用一个球面主镜，用“锅”的不同部分，从不同的方向扫描天体。自1963年投入使用以来，科学家们取得了许多重要发现。例如，1974年，泰勒和赫尔斯用“阿雷西博”发现了一种新的脉冲星——脉冲星双星，并于1993年获得诺贝尔物理学奖。





2020年12月1日上午，阿雷西博望远镜因为年久失修及受到台风侵袭，其设备平台倒塌，导致天线和周围设施严重损坏，所幸没有造成人员伤亡。望远镜的3座支撑塔的顶部均已断裂。当重达900吨的设备平台倒塌时，望远镜的支撑钢缆也坠落。阿雷西博望远镜以惨烈的方式结束了使命。

RATAN-600（576米）




世界上最大的单体射电望远镜是位于俄罗斯北高加索的RATAN-600（拉坦-600），它建于1974年。有近900个反射单元组成一个圆，形成一个直径576米的射电望远镜。中心是馈源舱。RATAN-600的应用在国际上还不是主流。
“天眼”FAST（500米）
“中国天眼”仍是世界上最大单口径射电望远镜。它的口径有500米，由近460000块三角形单元拼接而成。它的圈梁被50根6至50米高低不等的钢柱支在半空，周长约1.6公里。其反射面总面积25万平方米，相当于30个标准足球场那么大。




“中国天眼”不仅大，而且还很灵敏。中国“天眼”的灵敏度，是号称“地面最大的机器”德国埃菲尔斯伯格100米口径望远镜的10倍，是人类20世纪十大工程之首的美国阿雷西博300米口径射电望远镜的2.25倍。






FAST运行以来，多项科学目标正逐步实现，近期已取得了非常突出的发现成果。FAST探测到了接近300颗新脉冲星，包括发现脉冲双星“黑寡妇”、具掩食现象的毫秒脉冲星双星系统；探测到多个宇宙FRB（快速射电暴，Fast radio burst）。得益于FAST的高灵敏度，通过研究FRB180301的偏振特性，提出FRB可能来源于致密天体磁层中的物理起源。对银河系中产生FRB的磁星深度观测，分析研究后给出了射电脉冲流量的最强限制，同时暗示了磁星产生FRB具备选择性。






还有，探索地外文明（SETI）作为FAST的科学目标之一，相应的SETI研究已经启动。通过分析FAST望远镜对地外文明观测的实际数据，排除干扰因素，筛选出可疑的地外文明发出的信号。目前，受限技术手段，诸多候选者信号仍然无法甄别，进一步的研究正在进行中