射电望远镜(radio telescope)是指观测和研究来自天体的射电波的基本设备,可以测量天体射电的强度、频谱及偏振等量 。我国后来居上,“中国天眼”是目前口径最大,灵敏度最高的射电望远镜。然而其他国家都是什么水平哪?今天给大家盘点一下世界上顶尖或曾经是最先进的射电望远镜,以便大家了解。

英国的Lovell射电望远镜于1957年10月投入使用,直径达到76米。最初用于跟踪运载火箭,后来在美国和俄罗斯早期的航天探测中发挥作用。1959年,Lovell射电望远镜最先接收到一架俄罗斯月球探测器发回来的图片。

英国的Lovell射电望远镜(左)和美国国立射电天文台的42.7米射电望远镜(右)

美国国立射电天文台的42.7米射电望远镜是20世纪60年代建成,加拿大的46米射电望远镜﹑澳大利亚的64米的Parkes射电望远镜,也是这个年代全可转抛物面射电望远镜杰出代表。

加拿大的46米射电望远镜(左)和澳大利亚的64米的Parkes射电望远镜(右)

“远太空网络工程”(Deep Space Network)是美国宇航局1958年启动有先进射电望远镜项目,由三处呈120度分布的深空通信设施构成。在加利福尼亚观测站有1台70米,2台34米,1台26米,1台9米的射电望远镜,在西班牙有1台70米,2台34米,1台26米独射电望远镜,在堪培拉有1台70米,2台34米,1台26米的射电望远镜。

远太空网络工程

阿雷西博射电望远镜是美国于1963年在中美洲波多黎各岛上建成博射电望远镜,阿雷西博射电望远镜是固定在山谷当中的单口径球面天线,口径305米(1000英尺),这当时世界上最大的单面口径射电望远镜,由康奈尔大学管理,后扩建为350米。

阿雷西博射电望远镜

德国Effelsberg射电望远镜是1972年建成了当时最大的射电望远镜——即直径为100米的全方位可动射电望远镜,德国随即成为射电天文研究的大国。

Effelsberg射电望远镜

美国新墨西哥州沙漠中的望远镜天线阵(VLA),由27面假设在铁轨上的口径为25米的天线组成,排列成Y字形。

新墨西哥州沙漠中的望远镜天线阵

绿岸射电望远镜(Green Bank Telescope,GBT)是目前世界上最大的可移动射电望远镜。望远镜高大约有43层楼,直径110米,于2000年建成。绿岸位于弗吉尼亚州边界,周围的群山是天然的无线电波屏障。为了排除一切可能的干扰,一丝微波,汽车发动机的一个火花在这片区域内都是绝对禁止的。

绿岸射电望远镜

加州理工学院的亚毫米波天文台(Caltech Submillimeter Observatory)于1988年建成,加拿大与荷兰共同建造的詹姆斯-克拉克-马克思威尔望远镜(James Clark Maxwell Telescope),美国亚利桑那州的亨利希-赫兹望远镜(Heinrich Hertz Telescope)以及瑞典与欧洲南天天文台的15米亚毫米波望远镜(Swedish-ESO Submillimetre Telescope)等。这些单天线望远镜的大小,大约都在10至15米左右,所能达到的空间解析度(空间分辨率)大约是10至20秒弧,为了取得更好的解析度,以便了解观测天体的细微结构,自然需要直径更大的镜面。

加州理工学院的亚毫米波天文台

瑞典与欧洲南天天文台的亚毫米波望远镜

欧洲的VLBI网(EVN),美国的VLBA阵(一个跨距8000公里,由10台分布全美国的口径25米射电望远镜组成的望远镜阵列),日本的VSOP(利用日本HALCA卫星携带的8米射电望远镜)于20世纪80年代相继投入使用,这些新一代射电望远镜的代表,它们在灵敏度、分辨率和观测波段上都大大超过了以往的望远镜。

艾伦望远镜组群(Alen Telescope Array,简称ATA)是微软联合创办人保罗艾伦资助加州大学伯克力分校建造的。艾伦望远镜组群拥有350个6米长的碟形天线,能够扫描超过100万个星系中由智能生物发出的无线电信号。

艾伦望远镜组群

低频阵列(LOFAR),是由2.5万个小型天线构成的一个天文台网络。为了获得足够清晰锐利的射电图像,这些天线分别建造在荷兰、德国、瑞典、法国和英国,覆盖一个直径350公里的区域。

低频阵列

澳大利亚平方公里阵列射电望远镜(ASKAP)。平方公里阵列将由上千台天线组成,其中有一半天线位于中央直径5公里的区域内,另有四分之一的天线散布在周围150公里的区域内,其余的分布在大约3000公里的范围内,呈螺旋形排列。平方千米阵预计能够探测到宇宙大爆炸之后第一代恒星和星系形成时发出的电磁波、揭示磁场在恒星和星系演化过程中的作用、探测暗能量产生的种种效应,甚至有人希望能够接受到地外智慧生命发出的无线电信号。

平方公里阵列(SKA)示意图

中国上海佘山65米口径射电望远镜(又称,天马望远镜)于2012年10月28日建成,是亚洲最大的全方位可转动射电望远镜在上海天文台正式落成,其主反射面面积达到3780平方米,可以观测到100多亿光年以外的天体。这台射电望远镜的综合性能排名亚洲第一、世界第四,能够观测100亿光年以外的天体,曾参与我国探月工程及各项深空探测。

中国500米口径球面射电望远镜(FAST)(被称为“中国天眼”)。我国的FAST是目前世界上口径最大、最具威力的单天线射电望远镜,焦比达0.467。FAST位于贵州省平塘县克度镇大窝凼洼地,利用喀斯特洼地的地势而建。

射电望远镜FAST

这个被誉为“中国天眼”的FAST与号称“地面最大机器”的德国波恩100米射电望远镜相比,其灵敏度将提高约10倍;与被评为“人类20世纪10大工程”之首的美国阿雷西博305米射电望远镜相比,其综合性能提高约10倍。令人费解的是欧美大量建造射电望远镜时,伟大科学家霍金先生没有担忧,中国建成“天眼”之后,霍金发表讲话警告不要使用。这是为什么呢?