中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)宣布,我國(guó)的中性氫強(qiáng)度映射巡天實(shí)驗(yàn)天籟項(xiàng)目被SKA大射電天文臺(tái)組織官方認(rèn)證為SKA探路者,。平方公里陣(SKA)是下一代巨型射電望遠(yuǎn)鏡陣列,,目前有包括中國(guó)在內(nèi)的10個(gè)國(guó)家參與建設(shè)。盡管SKA望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)開始建設(shè),,但探路者項(xiàng)目的研究成果仍能為其提供新的科學(xué)探索機(jī)遇和技術(shù)驗(yàn)證。
天籟射電干涉陣列位于新疆哈密市巴里坤縣大紅柳峽鄉(xiāng),,由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)主持建設(shè),,旨在檢驗(yàn)暗能量射電探測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)。據(jù)現(xiàn)有觀測(cè)數(shù)據(jù),,宇宙約70%由暗能量組成,,這種神秘力量導(dǎo)致了宇宙加速膨脹。雖然暗能量無法直接觀測(cè),,但通過研究宇宙隨時(shí)間的膨脹速率,,可以間接了解其特性和含量。宇宙大爆炸產(chǎn)生的“余波”在早期宇宙物質(zhì)分布上留下了印跡,,這些印跡最終演變成如今的大尺度結(jié)構(gòu),。通過分析這些結(jié)構(gòu),科學(xué)家能夠得到宇宙重子聲波振蕩,,從而確定宇宙膨脹速率,。
天籟實(shí)驗(yàn)名稱取自莊子《齊物論》中的“天籟”,意指自然之聲,。該實(shí)驗(yàn)主要觀測(cè)源自中性氫原子的21厘米射電信號(hào),,中性氫是宇宙中最豐富的元素之一。隨著宇宙膨脹,,21厘米信號(hào)紅移到更長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍,。天籟實(shí)驗(yàn)可以在較寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)觀測(cè)到這些信號(hào)及其紅移信號(hào),進(jìn)而揭示宇宙的三維物質(zhì)分布情況,。
天籟項(xiàng)目已建成兩種構(gòu)型的陣列望遠(yuǎn)鏡:一種是柱形射電陣列,,配備三個(gè)柱面反射面天線和96個(gè)饋源;另一種是碟形射電陣列,,包含16個(gè)口徑6米的拋物面天線,。這兩種陣列可用于檢驗(yàn)中性氫巡天實(shí)驗(yàn)的相關(guān)探測(cè)技術(shù),并應(yīng)用于國(guó)際大射電天文臺(tái)SKA項(xiàng)目中,。
天籟研究團(tuán)隊(duì)成員來自國(guó)家天文臺(tái),、國(guó)內(nèi)多所高校以及美國(guó)、法國(guó)等國(guó)外研究機(jī)構(gòu),。該項(xiàng)目不僅為中國(guó)射電天文學(xué)提供了重要科研平臺(tái),,還培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的技術(shù)人才。首席科學(xué)家陳學(xué)雷研究員表示,,天籟探路者射電陣列能夠測(cè)試各種數(shù)據(jù)處理方法,,以提取微弱的21厘米中性氫信號(hào),。通過實(shí)際觀測(cè)與數(shù)據(jù)分析,可以發(fā)現(xiàn)理論分析難以預(yù)見的問題,。
為了實(shí)現(xiàn)快速巡天觀測(cè),,天籟陣列采用了大視場(chǎng)設(shè)計(jì),適合于SKA其他相關(guān)科學(xué)目標(biāo),,如快速射電暴搜尋,。近期,在東北大學(xué)支持下,,天籟項(xiàng)目在原有陣列附近擴(kuò)建了3個(gè)新陣列,,提高了對(duì)快速射電暴的精確定位能力。