天上有哈勃,地上有FAST 天文望遠鏡究竟能“看”多遠?

——“天眼”FAST火了,你還記得天上的哈勃嗎?

2017年06月20日07:58  來源:人民網-科普中國
 

人民網北京6月20日電 (張萌)據新華社消息,被譽為“中國天眼”的中科院國家天文台FAST數據中心已於近日啟動試觀測。FAST落戶貴州,將於2019年正式投入使用。作為世界上最大的單口徑射電望遠鏡,它從2015年建成起就賺足了眼球。哈勃作為“服役”了26年的空間望遠鏡,為我們探測宇宙提供不少信息。天上有個哈勃望遠鏡,如今地上又建設了FAST,我們對宇宙的探測是否又多了一個途徑?為了了解這兩種天文望遠鏡的工作原理及其差異,人民網科普中國採訪了北京天文館館長朱進和北京工業大學應用數理學院副教授周洪直。

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7月3日,隨著最后一塊反射面單元在FAST項目基地緩緩起吊,在完成了二次空中轉接並用纜索吊下滑到指定位置后,被順利安裝在索網上,反射面板至此搭建完成。(鄧剛/人民圖片)

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哈勃透過可見光“看”宇宙

朱進介紹,哈勃是光學望遠鏡,主要接收可見光信號,它能“看”到的物體和其亮度有關。周洪直補充道,可見光也是一種波。光學望遠鏡主要接收波長在可見光波長范圍內的光波信息,鏡頭的直徑越大,口徑越大,通光量越大,接收到的波的信息就越多。這類望遠鏡有兩種用途,一是能看到亮度很暗的天體物質,二是由於它能夠接收到不同的光信號,即使兩個物體距離很近,也能將二者區分開。

FAST能“聽”到宇宙的無線電波

朱進介紹,FAST作為射電望遠鏡,能接收宇宙天體的無線電信號。這類望遠鏡的口徑越大,能夠接收的無線電波越多,靈敏度就越高。較高的靈敏度意味著它能夠探測到更弱的無線電信號,即探測到距離更遠的天體信息。

周洪直介紹,具體來說,無線電的頻率比可見光的頻率要低一些。和光學望遠鏡一樣,射電望遠鏡的口徑越大,增益越高,靈敏度也就越高,接收無線電波的能力就越強。太空中輻射至地球的無線電波等都十分微弱,建造FAST這樣大口徑的射電望遠鏡,就在於它的靈敏度更高,能夠接收的信號更多。

FAST和哈勃工作在不同的頻段下

周洪直介紹,從接收方式上來說,光學望遠鏡主要應用的是可見光、紅外、紫外等感光元件,能夠將接收到的信息轉化為電信號后,再進行相關處理。而射電望遠鏡主要採用接收天線,類似於路由器的接收天線,並利用電磁感應原理直接感應出電信號。

有的天體隻會發射無線電信號,而有的天體會同時發射無線電信號和光學信號。因此,兩種望遠鏡對我們探測宇宙來說都是必不可少的。宇宙中的射線的頻率范圍是相當寬的,在可見光的頻段范圍內我們應用光學望遠鏡,低於可見光頻段范圍的,我們應用射電望遠鏡來探測。兩種望遠鏡工作在不同的頻段下,接收不同的信號,為我們探測宇宙提供了兩種不可替代的手段。

受訪專家:北京天文館館長朱進、北京工業大學應用數理學院副教授周洪直

(責編:張萌、姚欣雨)