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2013-03-24 23:11 |
世界最大射電望遠(yuǎn)鏡投入使用
本月中旬，一組國(guó)際天文學(xué)家宣布，世界上迄今為止規(guī)模最大的地基射電望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目已全部建造完工并正式投入使用。在其已發(fā)回的觀測(cè)圖片中，包括有難得一見(jiàn)的宇宙星暴星系；它還發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)迄今人類(lèi)所知同類(lèi)天體中距地最遙遠(yuǎn)的星系，其中一個(gè)還存在水資源的信號(hào)——這也是人們檢測(cè)到水存在的最遙遠(yuǎn)距離紀(jì)錄。 >_h *N H
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該望遠(yuǎn)鏡是天體化學(xué)家夢(mèng)寐以求的利器：它擁有高靈敏觀察宇宙特殊區(qū)域化學(xué)分子變化的本事——相應(yīng)的，生命的痕跡也將更容易暴露。 dC;@ Fn
現(xiàn)已發(fā)表在英國(guó)《自然》雜志的研究報(bào)告，讓名為阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣列（ALMA）的望遠(yuǎn)鏡博得了個(gè)開(kāi)門(mén)紅。3月20號(hào)發(fā)表在美國(guó)《大眾科學(xué)》在線(xiàn)版一篇文章評(píng)論則稱(chēng)，“地球上最大的天文機(jī)器，它讓人類(lèi)的視野比以往任何時(shí)候都遼闊”。 ?fcQd6-}
地基望遠(yuǎn)鏡之最 n?vrsqmZ
阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣，也被簡(jiǎn)稱(chēng)為阿爾馬（ALMA）望遠(yuǎn)鏡，其不但是迄今已建成的地基望遠(yuǎn)鏡中規(guī)模最大的，還是最貴的，造價(jià)達(dá)十億英鎊。 iO4YZ!
單個(gè)國(guó)家很難建造如此龐大的設(shè)備。作為一個(gè)多方合作項(xiàng)目， ALMA望遠(yuǎn)鏡所需的巨資最初是計(jì)劃由歐洲南方天文臺(tái)出資50%，美國(guó)和加拿大共同出資50%建造，不過(guò)后期又陸續(xù)有多個(gè)國(guó)家、地區(qū)的研究機(jī)構(gòu)加入。參與者包括歐南天文臺(tái)、美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)支持的美國(guó)國(guó)家射電天文臺(tái)、西班牙、加拿大國(guó)家研究理事會(huì)、日本國(guó)立天文臺(tái)等，具體操作工作由歐南和美國(guó)兩者共同負(fù)責(zé)。 g9I2 e<;o
望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作就花費(fèi)了4年，直到2005年才破土動(dòng)工。其選址位于智利北部查南托高原的拉諾德查南托天文臺(tái)，當(dāng)?shù)睾０巫阌?千多米，是罕見(jiàn)的未受污染的“凈土”，天體發(fā)出的任何光都能沒(méi)有阻礙地達(dá)到，且這里幾乎是地球上氣候最干燥的地區(qū)之一，減少了空氣中水汽吸收無(wú)線(xiàn)電波的可能，非常適合進(jìn)行毫米波天文觀測(cè)。 ?cf9q@eAH
不過(guò)這片低氧之地也給建造工作增添了不少難度。ALMA望遠(yuǎn)鏡英方項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、英國(guó)盧瑟�！ぐ⑵諣栴D實(shí)驗(yàn)室（RAL）布萊恩·艾力教授表示，人們不應(yīng)低估像ALMA這種規(guī)模天文設(shè)備的打造難度，更何況，要身處如此一個(gè)惡劣且充滿(mǎn)挑戰(zhàn)性的環(huán)境中。 rmutw~nHD
2013年3月13日，團(tuán)隊(duì)宣布龐大列陣正式在毫米波和亞毫米波運(yùn)作。由地面數(shù)十個(gè)天線(xiàn)共同架構(gòu)成的射電望遠(yuǎn)鏡，目力已超過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)在地球上方的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡10倍之多。據(jù)“美國(guó)太空網(wǎng)”援引團(tuán)隊(duì)人員、瑞典天文學(xué)家安德里亞斯的話(huà)：“ALMA射電望遠(yuǎn)鏡之強(qiáng)大，超過(guò)目前世界上所有射電望遠(yuǎn)鏡之和�！� [_ESR/&N
觸及宇宙的起步階段 -sl]
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建成后的ALMA望遠(yuǎn)鏡，共包括66個(gè)口徑為7米到12米的天線(xiàn)“大鍋”，每座重達(dá)100噸，截至3月13日，已有54座天線(xiàn)開(kāi)始運(yùn)行，其余12座將于今年10月投入使用。全部天線(xiàn)協(xié)作的力量讓ALMA望遠(yuǎn)鏡擁有了0.01角秒的分辨率——也就是說(shuō)，它能看清500多公里外的一分硬幣，對(duì)于宇宙光線(xiàn)盡可能遙遠(yuǎn)的捕捉，并有效控制射電波信號(hào)的接收。 WP7*Q:5
ALMA項(xiàng)目建設(shè)非一朝一夕，過(guò)程中團(tuán)隊(duì)不斷提升著望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)分辨率。稍早時(shí)只建成了最初的4只天線(xiàn)，略顯孤寂的相伴于荒漠中，但已能發(fā)揮功用；接著12只落成后，已有大量天文學(xué)家向項(xiàng)目方申請(qǐng)了觀測(cè)時(shí)間。 ^'r/;(ZF*/
這期間，ALMA望遠(yuǎn)鏡貢獻(xiàn)了它的第一張圖像，圖像顯示出了引力透鏡效應(yīng)：遙遠(yuǎn)背景星系的光線(xiàn)被前景星系的引力彎曲，星光扭曲但卻更加的明亮——它拍到的是一個(gè)超亮星暴星系，正在以無(wú)法理解的速度誕生著的新恒星——大約是每年數(shù)十萬(wàn)顆——而與此相比，我們銀河系目前的生產(chǎn)恒星僅為每年1顆。 pA9^-:\*
科學(xué)界至今對(duì)星暴星系的研究仍頗多爭(zhēng)議，這種遠(yuǎn)古的“造星工廠(chǎng)”與現(xiàn)今星系的比較研究具有無(wú)窮的價(jià)值。但可惜它們總是藏匿在厚重的灰塵簾幕之后，傳統(tǒng)紅外/可見(jiàn)光望遠(yuǎn)鏡無(wú)法穿透進(jìn)行觀測(cè)，人們一直難以測(cè)量星暴星系的全部紅移分布，尤其是在最高紅移處。而ALMA望遠(yuǎn)鏡卻能將波段調(diào)頻到透視灰塵本身，因而它能尋覓到的超亮星暴星系，是以往通過(guò)光譜在極端紅移處確認(rèn)的兩倍之多。 ^.y}2
獲取到遙遠(yuǎn)的無(wú)線(xiàn)電波信號(hào)后，再排除宇宙膨脹效應(yīng)產(chǎn)生的誤差，天文學(xué)家們終于確切推斷出這簇幽靈之在宇宙歷史中的位置，或者說(shuō)，星暴現(xiàn)象平均的出現(xiàn)時(shí)間：在大約120億年前�！蹲匀弧冯s志文章作者托馬斯·格里夫認(rèn)為這與之前的認(rèn)知有抵觸，幸而ALMA刷新了人類(lèi)的觀測(cè)能力。 JSQNx2VqQ
而有天文學(xué)家指出，這只是ALMA尚未完全投入使用的成果，一旦全陣列開(kāi)啟，圖像更將犀利的多。 #WlIH7J8Tc
宇宙研究史上的一次革命 37Vs 9w
望遠(yuǎn)鏡“目光”觸及的遠(yuǎn)方，并不只是距離的遠(yuǎn)近，更是宇宙的歷史。在搜尋星暴星系時(shí)，ALMA找到兩個(gè)迄今人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的距離地球最遠(yuǎn)的星系，而彼時(shí)的宇宙還處于起步階段，年約10億歲，ALMA看到的正是當(dāng)時(shí)發(fā)生的場(chǎng)景。 +
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