南非启用世界最大射电望远镜阵列

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第一台安装在南非卡鲁地区的“MeerKAT”天线在银河与麦哲伦星云的映衬下度过第一个夜晚。

图片来源：Photowise

本报讯 南非科技部日前正式启用了全球最大射电天文望远镜阵列——平方公里阵列（SKA）的前期阵列“MeerKAT”64座天线中的第一座天线。

据悉，英国参与了“MeerKAT”望远镜的大部分建设工作，其中包括一家公司为无线电接收器提供技术支持，从而使其在常温下始终能接收到极度敏感的数据。不仅如此，许多英国大学的天文学家和研究人员为这个项目设计出了数据分析工具，而且一旦这个项目开始运行，他们还将研究这些测量数据。该项目结束后，SKA望远镜将成为世界上最大的射电天文望远镜阵列，而“MeerKAT”前期项目是确保整个项目成功的关键一步。

牛津Cryosystems公司常务董事Richard Glazer在南非SKA望远镜的核心区域表示：“我们为参加这个国际项目而感到荣幸。有许多成员国和成员组织参与了‘MeerKAT’望远镜的设计、开发和建设工作。”

Glazer说：“项目完成后，该阵列将使用几千个射电天文望远镜碟片，就和今天安装的这个天线一样，它们能让天文学家极其详细地观测整个天空，而且速度比现有的望远镜系统快几千倍。”

在参与此次国际合作的英国大学中，曼彻斯特大学将多次参与“MeerKAT”的观测活动。

该校天体物理学家、卓瑞尔班克天文中心主任Albert Zijlstra教授说：“‘MeerKAT’是一台令人激动的新型望远镜，我们将利用它领导脉冲星的研究工作。我们还将参与对银河系和附近星系的观测任务。”

曼彻斯特大学Benjamin Stappers博士同时也是“MeerKAT”相关科研项目之一“TRAPUM”项目的主要合作研究者，他补充说： “SKA将成为世界上最大并且最灵敏的射电天文望远镜，它把数据分析和多项科学技术推向了极致。”

完整的“MeerKAT”阵列坐落于半荒漠的南非卡鲁地区，将由64个相同的天线接收器（安装有接收装置、数字转换器和其他电子设备的天线）构成。在170公里长的地下光缆连接下，这64个接收器将作为高度灵敏的天文仪器独立运行，研究人员将在位于开普敦的“MeerKAT”控制室里对其进行远程监控。

到2014年底，首批4台接收器将安装在卡鲁地区。到2016年底所有64台接收器将安装完毕，全部的安装调试工作将于2017年结束。

总部设在曼彻斯特大学的项目规划者之前于2012年5月25日宣布，SKA将同时在两地开建——分别让两个候选台站（澳大利亚/新西兰和南非）聚焦电磁波谱的不同区域。

位于西澳洲默奇森河附近的澳大利亚/新西兰阵列将把精力集中在500兆赫（MHz）的低频区域。而位于北开普省卡鲁沙漠中央的南非阵列将负责观测500MHz以上的中高频区域。

SKA的目标是建造一个采集区域达1平方公里的射电望远镜。它将由在数千公里的范围内散布的数千架碟形天线和其他天线构成。之前竞争的双方已经建造了所谓的前身阵列，以证明它们的能力，而如今这些阵列将被整合到两个SKA阵列中去。

碟形天线对于高频是最佳选择。而对于中低频，SKA将使用简单的静态天线——孔径阵列。中频孔径阵列将在南非修建，而低频阵列将位于默奇森河。

据悉，SKA建成后将有助于回答许多有关宇宙的深层次问题，如大爆炸之后恒星和星系的起源，宇宙中的暗物质究竟怎样发挥作用以及寻找地球以外的生命等。 （赵熙熙）

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SKA是世界最大的射电望远镜项目，这个在20世纪90年代提出的项目得名于其巨大的信号采集面。这并非意味着它具有1公里的天线口径，而是采用上千台较小的天线组成阵列。SKA建成后，其灵敏度将比世界上现有的设备高出50倍，分辨率高出100倍，将会给射电天文学的研究带来革命性变化。

SKA的选址至少要满足两个要求：一是远离无线电波干扰，二是足够开阔平坦。在城市里，受晚上灯光的影响，人们很难观测星星。同样道理，射电望远镜会受到无线电波干扰。因此必须尽可能远离无线电波，将其安装在人烟稀少的地方。当然，还需要足够平坦、空旷的场地来安装。