材料一:“中国天眼”一般指500米口径球面射电望远镜。500米口径球面射电望远镜,简称 FAST,位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县大窝凼的喀斯特洼坑中。,
“中国天眼”,由我国天文学家南仁东于1994年提出构想,历时22年建成,于2016年9月25 日落成启用。是由中国科学院国家天文台主导建设,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。
(摘自中国新闻网的相关文章)
材料二:目前,被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜,还未正式运行就新发现6 颗脉冲星。中国科学家在北京发布了它取得的首批成果。
“中国天眼”是中国“十一五”重大科技基础设施之一,基于选址方法、索网主动反射面、柔性索结合并联机器人的馈源支撑这三项中国自主创新技术,它突破了射电望远镜工程的极限。在未来可预见的二三十年内,它将是我们这个星球最先进、最灵敫的射电望远镜。
人类迄今已发现2500余颗脉冲星。但在“中国天眼”问世前,中国望远镜从未捕捉到新的脉冲星。事实证明,重大的科学突破离不开科研仪器的进步。世界各国相继认识到大科学装置在国家创新能力建设中的重要地位,中国也在不断兴建重器。包括“中国天眼”在内,仅中国科学院目前运行和在建的重大科技基础设施就有23个。2013年国务院印发的《国家重大科技基础设施建设中长期规划(2012-2030年)》对能源、生命、天文等7个科学领域进行了系统部署。
(取材于张素2017年10月10日的相关文章)
材料三:采访对象:李莳,“中国天眼”副总工程师,国家天文台射电天文研究部首席科学家。
“中国天眼"还要调试两三年
广州日报:去年9月25日竣工以来,“中国天眼”的运行情况怎样?
李莳:世界大型望远镜,没有一个在竣工时就能投入使用,最快也要两年才能正式运行。澳大利亚的平方公里阵列探路者望远镜,2012年6月举行了竣工仪式,2013年10月才获得第一条谱线;2016年10月,有三分之一的天线调试完毕,可以协同工作,并开始了早期科学计划。依照国际惯例和大型地面设备的规律,“中国天眼”至少需要两到三年的紧张调试。调试过程中也将面临大量的挑战,如高压滤波器的升级改造等。
预计发现上千个脉冲星
广州日报:“中国天眼”是不是边调试边收集数据?”“中国天眼”对脉冲星和中性氢的观测目标是什么?
李莳:是的。采集数据本身就是调试的一部分。我们观测天空中的亮源,例如射电星系和脉冲星,标定系统温度、面型精度等望远镜性能。调试后期,我们期待开始产生新发现。预计“中国天眼”未来会发现上千个脉冲星,实现中国相关领域的突破,并达到世界领先水平。利用脉冲星探测引力波等天体物理前沿领域,也是“中国天眼”的目标。
通过发现原子氢,也就是中性氢,可以发现新的星系、探索宇宙的演化历史和生命起源,寻找地外文明。
四大目标同时扫描巡天
广州日报:“中国天眼”的观测范围有多大?运行后,将怎样巡天?
李莳:可以看到一半的银河系,往南可以看到天赤道以南十几度的天区,比之前的世界最大射电望远镜阿雷西博的观测范围大两倍以上。
“中国天眼”的特点和独特优势推动我们创建更有挑战性的巡天模式,即多科学目标同时扫描巡天:脉冲星搜索、气体星系搜索、银河系中性氢成像和快速射电源搜索。将四大目标同时进行,这在世界上没有先例。我们已经有了方案,做了实验,希望在“中国天眼”验收前,构建出比较有效的扫描巡天模式,提供给全国的天文研究者,产生系统性的发现和重大突破。
(取材于217年9月5日《广州报》的相关文章)
材料四:中国科学院国家天文台10月10日宣布,经过一年的紧张调试,“中国天眼”已实现指向、跟踪、漂移、扫描等多种观测模式的顺利运行,并确认了多颗新发现的脉冲星。
“中国天眼”选址在贵州平塘大窝凼洼地,是科学家们多次实地考察和综合论证的结果。这个天然洼地,5公里半径之内没有一个乡镇,25公里半之内没有一个县城,无线电环境相当理想。射电望远镜正需要这么一处静土,因为最灵敏的天线相当于最娇弱的耳膜,轻声耳语对它无异于大喊。
对于射电望远镜来说,口径越大看得越远。全世界的射电天文学家都追求建造更大口径“锅盖”,以提高射电望远镜的灵敏度。“中国天眼”口径500米,主反射面由近460000块三角形单元拼接成球冠,拥有约30个足球场大的接收面积。它比之前世界上最大的射电望远镜阿雷西博的有效接收面积扩大了2.3倍,其灵敏度分别是VLA(美国的特大天线阵)、阿雷西博和印度GMRT(巨型米波射电望远镜)的5.4倍、2.3倍和1.5倍。
“中国天眼”大射电望远镜不是金属堆砌的“傻大粗”,而是最精密的天文仪器。由于采用光机电一体化的馈源平台,加之馈源舱内的并联机器人二次调整,它在馈源与反射面之间无刚性连接的情况下,可实现毫米级指向跟踪,确保精确地聚集和监听宇宙中微弱的射电信号。
对于“中国天眼”的天文学家来说,寻找脉冲星的工作,不仅是个技术活,也是个体力活。“中国天眼”目前的指向调节尚不灵活。而脉冲星信号非常暗弱,它的辐射束周期性快速扫过地球发出的脉冲在到达地球前,会受到各种星际介质影响,出现“色散”。天文学家要经过艰难的“找周期”和消色散之后,才可以找到大量“看着好像是脉冲星信号”的候选体。
虽然有软件可以帮忙筛选,但要从这些侯选体中找出脉冲星,最终还是需要天文学家用肉眼查看每个候选体相应的参数。毫不夸张地说,看过几万张数据结果图后,能找到一颗未知的脉冲星,就谢天谢地了。
(取材于2017年10月11日的《济南日报》及乔健等人的相关文章)
【小题1】下列对材料内容的理解和分析,不正确的一项是 ( )A.材料二中论述“中国天眼”三项自主创新技术助其领先世界,未正式运行就有系统的科学产出,它问世前中国从未发现过脉冲星。 |
B.材料三中表明“中国天眼”于2016年9月竣工,目前还处在调试阶段。它借助发现中性氢,可发现新的星系、探索宇宙的演化历史和生命起源,寻找地球以外的文明。 |
C.材料四中表明“中国天眼”大窝凼洼地无线电环境相当理想,接收面积远大于阿雷西博望远镜,可实现毫米级指向跟踪,确保精确地聚集和监听宇宙中徵弱的射电信号,具有高灵敏度。 |
D.四则材料广泛,形式多样,从不同角度介绍“中国天眼”,拓展了我们的视野,丰富了我们的知识。 |
A.“中国天眼”是中国“十一五”重大科技基础设施之一。经过一年的紧张调试,“中国天眼”已实现指向、跟踪、漂移扫描等多种观测模式的顺利运行,并确认了多颗新发现的脉冲星。 |
B.脉冲星的辐射束周期性扫过地球,也是“中国天眼”具有高灵敏度的一个具体表现。 |
C.对于“中国天眼”的天文学家来说,寻找脉冲星的工作,不仅是个技术活,也是个体力活。天文学家要经过艰难的“找周期”和消色散之后,才可以找到大量“看着好像是脉冲星信号”的候选体。 |
D.“中国天眼”副总工程师李莳预计“中国天眼”未来会发现上千个脉冲星,将会为全国的天文研究者提供系统性的发现,实现中国天文学领域的全面突破,并达到世界领先水平。 |
E.“中国天眼”至少需要两到三年的紧张调试,“中国天眼”调试工作特点既是循序渐进的,又是一马平川的。 |