群星的族谱——天文学星表纵览（18）

前情

提要

无线电技术突飞猛进的发展，不仅帮助英国及其盟军取得了战争的胜利，也使得英国、美国、澳大利亚等国家迅速成为射电天文学的中心。英国物理学家赖尔与澳大利亚的米尔斯分别发表了射电源表，但受技术所限，这两个星表的角分辨率并不高，还包含许多干扰信号，因此并没在天文界产生持久的影响。

由于电磁波频率越高波长越短，在望远镜口径设计不变的情况下， 提高观测的频率能够直接获得更高的角分辨率，从而更好的定位天空中的射电源。剑桥的团队将接收机的工作频段提高到159MHz重新巡天，在1959年发布了第三版剑桥射电巡天（Third Cambridge Survey）星表，这便是著名的3C星表（Vizier数据库编号为VIII/1A，之前发表的射电源星表因为可信度不高，没有被数据库收录。）其中包含了471个分布在赤纬-22°和 +71°之间的天体，以3C为前缀顺序编号。这版星表是第一个可靠的射电星表，直接导致了类星体的发现。其中记录的亮源直到现在仍然被用作射电观测中的校准星。

在整个50年代，剑桥的射电研究团队一方面用这架天线巡视天空，持续更新他们的射电源表，另一方面也在探索新的观测技术。3C星表的作者列表中甚至没有赖尔的名字，因为他当时正致力于一项革命性的技术——综合孔径。1958年，赖尔在他所管理的玛拉德射电天文台（Mullard Radio Astronomy Observatory）建造了世界上第一个综合孔径望远镜并进行了成功的试观测。后来他因为这项技术获得了1974年的诺贝尔物理学奖。他的研究团队利用这个全新的设备在178MHz波段进行了巡天。结果在1965年和1967年发表，称为4C星表（VIII/4）。其中包含赤纬在-07 °和+80°之间4844个亮于2Jy的射电源，无论是数目还是质量都大大超出了之前的成果，为一时之最。

玛拉德射电天文台

Mullard Radio Astronomy Observatory

其实，剑桥星表所用的甚高频（VHF，30-300MHz）并不是理想的天文观测波段。这个范围的电磁波波束宽，噪声高，但是因为接收机工艺简单，成本较低而在早期的天线上广泛使用。而后来的射电巡天大都采用更高的频段。

随着各国经济的复苏，加上前苏联1957年首颗人造卫星升空的刺激，大型射电望远镜的建造在各个国家都迅速上升到战略高度。1957年英国焦德雷班克口径76米的可动射电望远镜落成（Jordrell Mark I,250英寸，现称洛厄尔望远镜）；1961年，澳大利亚64米的帕克斯（Parkes）射电望远镜完工；1962年美国射电天文台（NRAO）的91米望远镜(300英寸)开光；1963年美国在波多黎各的阿雷西沃建成直径300米的固定式球面望远镜；1967年意大利博洛尼亚大学“北十字”（Northern Cross）干涉阵建成……射电天文学的黄金时代就此到来。

英国焦德雷班克口径76米的可动射电望远镜(Jordrell Mark I,250英寸，现称洛厄尔望远镜）

澳大利亚64米的帕克斯(Parkes)射电望远镜

澳大利亚悉尼大学的莫隆格勒十字干涉阵（Molonglo Cross) 是一个放大版的米尔斯十字干涉阵，在1968-1978十年间对南天进行了408-MHz的巡天观测，在1981年公布了分布在-85°和+18°之间亮于1Jy的12141颗射电源，称为莫隆格勒射电源参考星表（Molonglo Reference Catalogueof Radio Sources(MRC，VIII/2) ，并在1991年进行了更新（VIII/16）。

莫隆格勒天文台射电天文望远镜

在北半球，意大利国立射电天文实验室（Laboratorio Nazionale di Radioastronomia）在利用新建的“北十字”观测阵（虽然计划建成十字形，但最后只完成了一个T形的阵列）进行了成功的初步观测之后，决定在408MHz波段开展巡天观测。在1970到1974年间，他们在北天21°到40°之间探测到了9929个射电源，称为第二次博洛尼亚射电巡天（The Second Bologna Survey ，简称B2，VIII/36)。在1985年，他们又发表了第三次博洛尼亚巡天（简称B3，VIII/37）的结果，公布了在赤纬+37°和+47°之间的13340个亮于0.1Jy的射电源。

在上世纪七十年代，世界上的大口径单碟射电望远镜主要被用于空间通信，射电巡天主要由射电干涉阵完成。随着美苏的太空竞赛告一段落，这些庞然大物才又回到科学领域当中。

1962年的老绿岸，1988年卒于风暴

美国射电天文台位于西弗吉尼亚州绿岸的91米望远镜（官方名称为“300英寸望远镜”）作为当时最大的全动单碟射电望远镜，于1986年11月到1987年10月间在4.85GHz波段对北天0到75度之间6球面度的天空进行了系统的扫描。得益于望远镜巨大的接受面积，这次巡天发现了54579个亮于25mJy的射电源，角分辨率为10.5角分，称为87版GB射电星表（87GB Catalog of radio sources， VIII/14）。但是在1988年冬天的一个晚上，由于支撑部件的老化断裂，这架巨型望远镜轰然倒塌。后来美国射电天文台又在原址建造了一架口径100x110米的望远镜，称作“绿岸望远镜”（Green Bank Telescope, GBT）。2001年完工以来一直是世界上最大的全动射电望远镜。后来他们综合两年的观测数据，成功压低了背景噪声，将探测极限扩展到18mJy，在1996年发表了包含75162个射电源的新表，称为GB06年版射电源表（GB6 catalog of radio sources，VIII/40），不过这是后话了。

现位于美国西弗吉尼亚州的绿岸望远镜

(Green Bank Telescope)

未完待续

下期预告

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在300英寸望远镜倒塌之后，它的多波束接收机被装到了澳大利亚的帕克斯望远镜上，并于在1990年6月到11月进行了4.85GHz南天巡天。这个巡天和GB巡天一起实现了5GHz波段对全天的覆盖。

上述内容原载于《天文爱好者》2016年第11期

作者 余 恒

排版 杨涵溪

审核 李珊珊

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