早读｜“中国天眼”升级核心阵，将来如用“数码相机”拍摄遥远星空

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2024年9月26日　星期四　农历八月廿四
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“中国天眼”升级核心阵，将来如用“数码相机”拍摄遥远星空

※25日，“中国天眼”迎来落成启用8周年纪念日。在距离“中国天眼”不到3公里的一处山头上，一台40米级的射电望远镜（核心阵试验样机）正在进行吊装。

中国科学院国家天文台副台长姜鹏说，计划利用“中国天眼”周围5公里内优异的电磁波环境，建设24台40米口径射电望远镜与FAST组成核心阵。

“中国天眼”全称500米口径球面射电望远镜，英文缩写为FAST，是我国独立自主设计并建造的世界最大的单口径射电望远镜。2020年1月，“中国天眼”通过国家验收并正式开放运行。

2017年10月，“中国天眼”宣布发现首批新脉冲星，这是中国人首次利用自己独立研制的射电望远镜发现脉冲星。今年4月17日，中国科学院国家天文台FAST运行和发展中心对外宣布，“中国天眼”发现的新脉冲星数量突破900颗，是同时期国际上其他望远镜发现脉冲星总数的3倍以上。

姜鹏介绍，“中国天眼”能“多出成果”“出好成果”，既离不开相关团队的不懈努力，也与其性能优势有关，“‘中国天眼’在灵敏度上优势明显”。

既然好成果频出，且性能优势明显，为何还要建设FAST核心阵？

答案是：未雨绸缪，持续保持“中国天眼”在灵敏度上的领先优势，同时弥补分辨率不足的先天缺陷。

据了解，在全球范围内，国际大科学工程平方公里阵列第一阶段（SKA1）、美国的下一代甚大阵（ngVLA）等多个射电望远镜阵列均在建设之中。

国际大科学工程平方公里阵列计划于2029年完成第一阶段建设任务，美国的下一代甚大阵计划2035年完工。

姜鹏介绍，灵敏度和分辨率是决定射电望远镜竞争力的核心指标。“中国天眼”灵敏度高但分辨率不足，上述射电望远镜阵列建成投用后，“中国天眼”可能会逐渐丧失在灵敏度上的优势，其分辨率不足的先天缺陷也会被放大，将面临巨大挑战。如果稍有松懈，中国天文学家就可能“失守”射电波段视野的最前沿。

困境当前，修建FAST核心阵，便是破局之策。

“单靠‘中国天眼’观测宇宙，就像是用‘粗头铅笔’给天体画像，而FAST核心阵建成投用的话，相当于用高分辨率的‘数码相机’拍摄遥远的星空。”姜鹏说，FAST核心阵建成后，将大幅提高“中国天眼”的“视力”，让其不仅能看得远，还能看得清。

FAST核心阵的建设，还将进一步提升“中国天眼”的灵敏度优势和优良成图能力，聚焦极端致密天体的起源与演化等当前天文学最前沿的科学问题，有望在时域天文、宇宙的成分与演化和引力波暴等研究领域取得突破性成果。

“只有充分发挥重大科技基础设施创新效能，不断加强‘从0到1’的基础研究，取得更多原始创新成果，才能抢占国际科技竞争的制高点。FAST核心阵的规划正是对抢占科技制高点的响应，可以有效补齐FAST在分辨率和成像方面的短板，提前挖掘时域天文等基础研究领域的科学潜力。”中国科学院院士陈仙辉说。

姜鹏说，如果只把“中国天眼”当成一个望远镜、一台监测设备，现在已经达标了。但要维持其世界领先的地位，就不能停止创新。

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