中国“天眼”FAST

作者:来源:时间:2020-10-23

  中国“天眼”500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope,简称FAST)工程由我国天文学家于1994年提出构想,从预研到建成历时22年,由中国科学院国家天文台主导建设,是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。   

  2016925日,FAST宣告落成启用以来,已经进行了一段时间的调试观测。20178月,FAST实现了跟踪观测模式,标志着基本功能的实现。随后又逐步实现了设计的各种观测模式,测量和控制精度也得到了逐步提高。到近期,已经完成了工艺验收测试,还发现了一批脉冲星,包括毫秒脉冲星。 

  2019318日,FAST第一批成果的专刊文章在预印本网站(arxiv.org)发布,这次,FAST向全国人民汇报了哪些成果呢? 

  FAST完成所有测试,性能达标 

  目前,FAST已经完成了验收所要求的所有工艺测试,性能指标达到了验收要求。 

  国际上的大型射电望远镜在落成启用之后都要经历一段调试期,在实际使用中逐渐发现问题,逐渐实现设计的性能指标。也就是说望远镜不仅是建设出来的,也是使用出来的。美国著名的GBT望远镜,经过了十几年才最终实现了设计时要求最高的那些性能指标。FAST也不可避免地要经过一个不断使用、不断优化的过程,才能成为一台优秀的望远镜。 

  举个例子,FAST的测量系统碰到的是前所未有的问题。在实际观测中,我们发现,在高差达100米的情况下,大气密度变化对测量用的激光束的折射已经影响到了测量精度。经过讨论和研究,天文学家决定通过使用相对的两台全站仪进行测量,最终平均解决了这个问题。 

  姜鹏等人(Jiang et al 2019 Sci China-Phys Mech Astron。, 62 959502)对组成FAST的各个系统和关键部件进行了介绍。首先,文章分析了达到最终观测所需的性能指标,各个系统和关键部件所需要达到的性能指标。随后,详细介绍了测量系统调试在FAST台址特殊的大跨度、大高程差情形下碰到的大气折射的问题、主动反射面和馈源支撑系统的高精度控制问题和这些问题的解决过程。文章还介绍了接收机系统的测试以及望远镜整体的系统温度、效率、波束形状、指向测试的情况。 

  新发现脉冲星 

  FAST前期的观测成果主要集中在时域观测,主要是周期性信号和单脉冲信号的搜寻和分析。 

  通过这些周期信号和单脉冲信号的搜寻,FAST发现了一批脉冲星。钱磊等人(Qian et al 2019 Sci China-Phys Mech Astron。, 62 959508)代表项目团队报告了FAST发现的第一颗脉冲星的发现过程和基本参数。未来一旦积累了足够的脉冲星样本,预计还将发表FAST脉冲星星表。 

  目前,FAST脉冲星列表可以在FAST多科学目标同时扫描巡天(英文缩写CRAFTS)网站(http://crafts.bao.ac.cn/)查看。