中國暗能量射電探測天籟項目加盟成為國際大射電天文臺探路者

中新網北京10月21日電 (記者 孫自法)由中國等創始成員國發起并建設的國際大射電天文臺——平方公里陣列射電望遠鏡(SKA)，其探路者項目最近迎來一個新的項目合作伙伴——來自中國的旨在進行暗能量射電探測的天籟實驗。

中國中性氫強度映射巡天實驗天籟項目的射電干涉陣列，在夜空下與“銀河拱門”交相輝映的壯觀場景。中國科學院國家天文臺/供圖

中國科學院國家天文臺10月21日發布消息說，國際大射電天文臺組織官方近日已正式認證中國天籟項目為SKA探路者。

何以探路：為SKA提供新機遇檢驗新技術

作為正在建設中的下一代巨型射電望遠鏡陣列，SKA是一個政府間合作的望遠鏡項目，其正式成員國目前包括中國、南非、英國、澳大利亞等10個國家。

SKA探路者項目與先驅項目包含來自世界各地的多個與SKA科學技術相關的大型科學裝置。盡管SKA已開工建設，但探路者相關最新研究成果，依然可以為SKA提供新的科學探索機遇，檢驗新的探測技術。同時，SKA探路者成果也可以應用到人類未來更大的天文望遠鏡項目中。

SKA科學總監羅伯特·布勞恩表示，SKA探路者項目為國際大射電天文臺建設鋪平了道路。即使SKA現在已經進入初步運行階段，現有的射電天線與實驗項目仍將能夠為SKA的科學計劃和研究基礎提供見解。

何為天籟：為宇宙繪制三維物質分布圖

暗能量射電探測天籟實驗由中國科學院國家天文臺主持建設，位于新疆哈密市巴里坤縣大紅柳峽鄉，其目的是檢驗暗能量射電探測的各項關鍵技術，為宇宙繪制三維物質分布圖。

據天籟項目團隊介紹，“天籟”一詞來源于莊子著作《齊物論》，意為宇宙萬物自然之聲，天籟實驗以探測宇宙重子聲波而由此得名。

根據目前的天文學觀測，宇宙有大約70%是神秘的暗能量，它引起了宇宙的加速膨脹。暗能量無法直接觀測，但其含量和特性可以通過觀測宇宙隨時間的膨脹速率進行研究。宇宙大爆炸產生的“余波”在早期宇宙的物質分布上留下了印跡，最終成長為如今的大尺度結構。通過研究宇宙的大尺度結構物質分布，天文學家可以得到宇宙重子聲波振蕩，從而確定出宇宙隨時間的膨脹速率。

天籟實驗所直接觀測的信號是源于中性氫原子的21厘米射電信號。中性氫是宇宙中含量最高的元素，在宇宙膨脹過程中，其21厘米信號已經紅移到更長的波長范圍。天籟實驗能夠在比較寬的波長范圍內觀測21厘米信號及其紅移信號，從而得到宇宙的三維物質分布情況。

天籟項目團隊由中國科學院國家天文臺和中國多所高校相關學者、研究生以及來自美國、法國等相關研究機構的專家學者共同組成，作為中國射電天文學領域的重要科研平臺，天籟實驗的開展也為中國射電探測技術培育了優秀人才。

如何合作：天籟探測能力進一步提高

天籟項目首席科學家、中國科學院國家天文臺研究員陳學雷表示，天籟項目現已建成兩種構型的陣列望遠鏡：柱形射電陣列有3個柱面反射面天線，安裝有96個饋源；碟形射電陣列有16個口徑6米的拋物面天線。這些陣列可以用于檢驗中性氫巡天實驗的相關探測技術，以及各種數據處理方法，都能應用到SKA項目之中。

位于中國新疆、旨在進行暗能量射電探測的天籟項目射電干涉陣列。中國科學院國家天文臺/供圖

為了實現星空的快速巡天觀測，天籟射電干涉陣列采用大視場設計，這也非常適合SKA其他相關的科學目標，例如對來自銀河系以外宇宙深處快速射電暴(即快速電磁波脈沖現象)的搜尋。

“通過開展實際的觀測工作，對真實數據進行分析，我們可以發現一些實際存在的問題，而這些問題僅通過理論分析工作是無論如何也無法全面考慮到的。”陳學雷說。

他透露，在東北大學支持下，天籟項目近期剛剛在原有陣列附近擴建3個新陣列，從而使得天籟射電干涉陣列探測能力得到進一步提高，可以對快速射電暴進行精確定位。(完)

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國際

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