天文科普:當初的世界“天眼”射電望遠鏡,為何如今卻像個“廢棄垃圾場”?
發布時間:2021-01-08
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天文科普:當初的世界“天眼”射電望遠鏡,為何如今卻像個“廢棄垃圾場”?

中國天眼是目前世界上最厲害的射電望遠鏡,世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡,但是在中國天眼建立之前,世界上還有一個(ge) “天眼”,隻不過這個(ge) “天眼”如今卻變得鏽跡斑斑,雜草叢(cong) 生,猶如一個(ge) 大型的垃圾場。

對此有很多人都非常好奇,曾經的“天眼”經曆了什麽(me) ?為(wei) 什麽(me) 會(hui) 變成現在這樣呢?

當初的世界“天眼”射電望遠鏡,為何如今卻像個“廢棄垃圾場”?

 

曾經世界上最大的射電望遠鏡——阿雷西博射電望遠鏡。

阿雷西博望遠鏡建造在美國的波多黎各,是上個(ge) 世紀六十年代建設完成的,準確地說是修建於(yu) 1963年,鏡麵直徑305米(後來又被擴建為(wei) 350米),深度51米,占地麵積81000平方米,看上去還是非常大的,但是阿雷西博望遠鏡是固定型的望遠鏡,不能轉動,隻能通過改變天線饋源的位置,來掃描天空中的一個(ge) 帶狀區域。

當初的世界“天眼”射電望遠鏡,為何如今卻像個“廢棄垃圾場”?

 

阿雷西博射電望遠鏡的主要觀測對象是類星體(ti) 、脈衝(chong) 星,還有處於(yu) 宇宙邊緣的其他射電源,主要用於(yu) 射電天文學、大氣科學和雷達天文學這三個(ge) 方麵的研究領域。

從(cong) 阿雷西博射電望遠鏡1963年竣工到2016年中國500米口徑球麵射電望遠鏡(FAST)竣工之前50多年的時間內(nei) ,阿雷西博射電望遠鏡是世界上規模最大的單孔徑望遠鏡,之後被中國的500米口徑球麵射電望遠鏡(FAST)所取代。

當初的世界“天眼”射電望遠鏡,為何如今卻像個“廢棄垃圾場”?

 

在2016年之前,阿雷西博射電望遠鏡功勳卓越。

1964年,剛投入使用不久的阿雷西博對水星進行觀測之後,確定了水星的自轉時間為(wei) 59天,而不是之前認為(wei) 的88天。

1974年,為(wei) 了與(yu) 外星人取得聯係,天文學家使用阿雷西博望遠鏡向遠在25000光年之外的球狀星團M13發射了一組二進製代碼信息,這一組信號包括了太陽係以及人類的一些基本信息。

當初的世界“天眼”射電望遠鏡,為何如今卻像個“廢棄垃圾場”?

 

1974年,羅素·哈爾斯和約瑟夫·泰勒利用阿雷西博發現了脈衝(chong) 星,經過無數次的觀測之後,泰勒計算出了脈衝(chong) 星的軌道變化周期值,與(yu) 廣義(yi) 相對論得出的計算結果幾乎一致,兩(liang) 人因此獲得1993年的諾貝爾物理學獎。

1981年,阿雷西博繪製出了金星表麵的雷達圖。

1986年,阿雷西博發現了繞木星軌道運行的金屬近地小行星。

1990年,阿雷西博在太陽係外發現一顆新的脈衝(chong) 星,還確認了脈衝(chong) 星周圍有三顆環繞它的行星,幫助科學家們(men) 首次確認了係外行星。

1991年,沃斯讚和弗雷爾兩(liang) 位天文學家利用用阿雷西博望遠鏡發現毫秒脈衝(chong) 星PSR125712的行星係統……

當初的世界“天眼”射電望遠鏡,為何如今卻像個“廢棄垃圾場”?

 

此外,阿雷西博射電望遠鏡還有很多貢獻,曾多次出現在科幻電影中,其中最著名的就是1995年007電影《黃金眼》。

阿雷西博作為(wei) 曾經最大、如今世界上第二大的射電望遠鏡,其現狀非常不樂(le) 觀。

阿雷西博射電望遠鏡的坍塌

其實在2017年,阿雷西博就已經開始損壞了,當時颶風瑪麗(li) 亞(ya) 帶來的強風直接導致430兆赫線路饋送斷裂並掉到主鏡盤上,損壞了接收盤麵上38000塊鋁板中的30塊左右,不過幸運的是,阿雷西博的觀測資料依靠的是圓頂中的饋送和接收器傳(chuan) 送,因此2017年的颶風瑪麗(li) 亞(ya) 並沒有對阿雷西博射電望遠鏡帶來多大的傷(shang) 害。

當初的世界“天眼”射電望遠鏡,為何如今卻像個“廢棄垃圾場”?

 

但是2020年發生的兩(liang) 次坍塌致使阿雷西博已經到了無法修複的地步,首先是2020年8月10日淩晨2點45分左右,阿雷西博射電望遠鏡發生了意外。

由於(yu) 支撐望遠鏡金屬框架的輔助鋼纜斷裂,並且這根粗7.6厘米的長鋼纜是從(cong) 高處掉落下來砸到了望遠鏡的反射麵上,在反射麵上造成了30m左右的裂痕,同時還導致了6至8塊反射麵板破壞並掉落,其餘(yu) 的鋼纜也已經搖搖欲墜,工程師進行檢測之後認為(wei) 對於(yu) 阿雷西博無論是修複還是固定,都有可能會(hui) 再次發生意外。

當初的世界“天眼”射電望遠鏡,為何如今卻像個“廢棄垃圾場”?

 

然而在12月1日,最令人擔心的事情還是出現了,阿雷西博射電望遠鏡再次出現了意外,重達900噸的接收平台墜落到下麵的碟形反射盤上,望遠鏡的支撐鋼纜也全部斷裂,徹底斷絕了阿雷西博的修複可能,不過幸運的是,沒有出現人員傷(shang) 亡。

技術性落後

阿雷西博射電望遠鏡是在上世紀60年代,曆史性較強,所以技術上存在很大的局限性,其靈敏度、可操作性以及天區的觀測方向都遠遠不如2016建立的中國天眼,因此隨著對宇宙的深入研究,阿雷西博射電望遠鏡很難滿足天文學家們(men) 越來越高的觀測需求。

當初的世界“天眼”射電望遠鏡,為何如今卻像個“廢棄垃圾場”?

 

缺乏資金與維護工作

阿雷西博的維護成本非常昂貴,每年需要大約1200萬(wan) 美元,在2011年以前,維護工作是由美國康奈爾大學負責,之後又由美國國家科學基金會(hui) (NSF)接手。

但是2016年5月23日,NSF以“會(hui) 對周圍環境造成巨大破壞”為(wei) 理由停止了對阿雷西博射電望遠鏡的撥款,所以由於(yu) 經費不足和缺少維護,阿雷西博被慢慢的拋棄了。



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