在全球射电天文观测竞争日趋激烈的背景下,我国科学家正推动"中国天眼"进入新的发展阶段。
中国科学院国家天文台1月16日宣布,这项坐落于贵州喀斯特洼地的国家重大科技基础设施,即将启动二期扩建工程。
与传统的单口径观测模式不同,新规划将通过在周边部署系列中等口径天线,构建起分辨率与灵敏度双重优势兼备的复合观测网络。
这一创新设计的提出,源于FAST运行过程中积累的实践经验。
作为目前世界最大单口径射电望远镜,其500米接收面积带来的超高灵敏度已助力科研团队在纳赫兹引力波、脉冲星等研究领域取得系列突破。
但单一望远镜在分辨率和成像能力方面存在天然局限,制约着对复杂天文现象的深度解析。
综合孔径技术的引入,正是为了解决这一科学难题。
最新发表于国际顶刊的快速射电暴研究成果,凸显了设备升级的紧迫性。
由紫金山天文台牵头的联合研究团队,依托FAST独有的探测能力,首次完整记录到重复快速射电暴的法拉第旋转量异常波动现象。
这项发现不仅为破解宇宙神秘电波起源提供了直接证据,更暴露出单一望远镜在持续监测动态天文事件时的技术瓶颈。
项目建设方案显示,扩建工程将采用"核心+阵列"的创新架构。
在保持FAST主体功能基础上,通过精确配置30-50米口径的辅助天线群,形成等效口径达数公里的虚拟望远镜。
这种设计既保留了原装置的灵敏度优势,又能实现亚角秒级空间分辨能力,对研究快速射电暴、脉冲星磁层、星系演化等课题具有革命性意义。
从国际视野看,该计划标志着我国在天文大科学装置建设上实现战略转型。
相较于欧美国家多国共建的分散式阵列,中国方案展现出集中力量办大事的制度优势。
项目建成后,将形成对平方公里阵列(SKA)等国际项目的互补优势,使我国在下一代射电天文网络建设中掌握标准制定权。
技术可行性分析表明,项目成功实施需突破三项关键:首先是相位同步控制技术,需确保各单元信号的时间一致性达到皮秒级;其次是海量数据处理能力,阵列产生的数据流量预计达每秒数百TB;最后是复杂地形条件下的工程建设,贵州喀斯特地貌对天线布局提出特殊挑战。
目前相关预研工作已取得阶段性进展。
"中国天眼"的升级规划和最新科学成果充分体现了我国在基础科学研究中的决心和能力。
从无到有的创新突破,到从有到优的升级完善,FAST的发展轨迹正是我国科技自强自立的生动缩影。
面向未来,这一全球首个巨型综合孔径阵列的建成,必将为人类探索宇宙奥秘、拓展认知边界做出更大贡献,也将进一步彰显中国在世界科技舞台上的地位和作用。