03.04 全球曾经最大最灵敏的望远镜,如今却荒废成垃圾场


全球曾经最大的射电望远镜——位于美国波多黎各自由邦的阿雷西博射电望远镜,天线口径为305米,天顶扫描角20°。它的天文台和它巨大的望远镜系统始建于1963年,由美国国防部投资建设,曾是世界上灵敏度最高的宇宙监听系统,能够接受和分辨出来自数百万光年以外的宇宙电磁信息。Arecibo望远镜自建成以来可谓出尽风头

2016年7月,随着中国建成世界最大单口径射电望远镜FAST,位于波多黎各的美国阿雷西博天文台望远镜却面临可能要关闭的命运。由于年久失修,缺少维护经费,这座曾经世界第一的射电望远镜,如今锈迹斑斑,像个大垃圾场。

1974年,泰勒和赫尔斯使用阿雷西博望远镜发现了第一例双脉冲星,利用它第一次间接验证了引力波的存在,并因此获得1993年诺贝尔物理学奖。

2006年,美国国家自然科学基金的一份报告就已经提出,为保障新建成设备的运营费用,考虑削减阿雷西博的经费。此前,阿雷西博每年获得的经费总额为1200万美元,2007年削减至1050万美元,2008至2010年进一步削减至800万美元。

在中国的FAST望远镜建成之前,它是世界上唯一采用利用卡斯特盆地地貌修建的超大型射电望远镜。2016年5月23日,美国国家自然科学基金提出对阿雷西博进行环评,一旦其运行状态有变,对环境可能造成影响时,就将面临关闭。

2016年,美国国家自然科学基金天文学部表示,阿雷西博射“砍经费越快越好”,而通过NSF大气学部下发的经费也从410万美元骤减至100万美元。

此外,阿雷西博射电望远镜是固定望远镜,不能转动,只能通过改变天线溃源的位置扫描天空中的一个约20°的带状区域,而中国的FAST球冠张角达到110-120°,这是其独到之处,也将保证未来30年内保持世界一流。

一些美国天文学家表示,即使FAST建成,阿雷西博也有其优势:FAST不具有主动发射信号的雷达功能,而阿雷西博具有的该能力能够对小行星表面进行高分辨率成像;另外阿雷西博也正在与GBT望远镜合作开展脉冲星计时阵列探测引力波的项目,仍然在科学前沿发挥重要作用。

不过,和中国的FAST相比,阿雷西博确实是老了,这也是为何美国希望把经费投到更新的设备上,想继续让中国难以望其项背。

FAST与美国的阿雷西博望远镜都是整体固定在地面上,但我国望远镜500米半径的球面是由4400多面主动反射单元构成,这一个个小的反射单元可以进行对焦,因此灵敏度可达阿雷西博望远镜的2倍,巡天速度是它的10倍。与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比,中国的灵敏度提高约10倍。

毕竟,阿雷西博望远镜始建于上世纪60年代初期,初始科学目标为研究大气电离层性质,从而帮助理解弹道导弹弹头再入大气层时的信号特征,因此在其初始设计中,望远镜馈源被设计成固定的。在FAST望远镜建成之前,它是世界上唯一采用利用卡斯特盆地地貌修建的超大型射电望远镜,如今的阿雷西博射电望远镜不仅沦为了世界老二,而且还无人维修,持续锈化。


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