中国天眼：在射电天文领域领先世界20年

何星辉

2020年10月27日  来源：科技日报

　　是什么，让中国在射电天文领域从远远落后到领先世界20年？是中国天眼。坐落在贵州省平塘县大窝凼，是目前世界上最大单口径、最灵敏的射电望远镜，一个妥妥的大国重器。

　　最远能探测137亿光年之外，灵敏度比德国高10倍，比美国高3倍，甚至“你在月球上打电话，这里能听得清清楚楚”。为了铸就这口“大锅”，天文学家南仁东耗尽了一生心血。最终，中国天眼开了“眼”，他却永远闭上了眼。

　　令人欣慰的是，无论是在调试期间，还是正式投入运行，中国天眼的表现没有让人失望。而今，越来越多的科学家接力呵护中国天眼，让其表现越来越亮眼。

　　一个人和他的22年

　　“别人都有自己的大设备，我们没有，我挺想试一试。”南仁东说这话的时候是1993年。那一年，中国射电望远镜的口径只有25米，而早在1963年，美国就已经拥有350米口径的阿雷西博射电望远镜。

　　抱着这个朴素的念头，从1994年开始，南仁东和他的团队踏上了漫漫征程。他们要建造的，是一个世界上最大的射电望远镜。

　　这在当时，被认为是一项不可能实现的任务。从选址开始，就像打怪升级一般，南仁东克服了一个又一个的困难。最终，在贵州平塘，南仁东找到了一个地球上独一无二、最适合建设射电望远镜的台址。

　　这是从全国成千上万个候选洼地里挑选出来的，可谓万里挑一。光选址和研究，南仁东就花了13年的时间。

　　选址难，立项难，建设难上加难。南仁东和团队解决了一个又一个的难题，而这些难题在全世界几乎都没有经验可以借鉴，只能埋头开展技术攻关。

　　“如果没成功，我怎么交代？欠了国家的、乡亲的，我有退路吗？”没有退路的南仁东，把心思全放在了中国天眼的建设现场，他亲力亲为，耗尽心血。

　　2016年9月25日，中国天眼建成。南仁东用自己人生中的22年，铸就了一个大国重器。2017年9月15日，他却永远闭上了双眼。真是“古有十年磨一剑，今有廿载铸天眼”。

　　224颗脉冲星和5000个工作机时

　　进入调试期后，中国天眼表现令人惊艳。

　　一般情况下，国际上传统大型射电望远镜的调试周期不少于4年，但中国天眼提前完成了调试任务，整体性能稳定可靠，并在调试阶段取得了一批有价值的科学成果。其中，探测到146颗优质的脉冲星候选体（102颗得到认证），实现了目前国际最高精度的脉冲星测时观测，并找到一例新的重复性快速射电暴，这些成果为利用脉冲星计时阵探测低频引力波提供了重要条件。同时，中国天眼还实现了偏振校准，并利用创新方法探测到银河系星际磁场。

　　正因为主要性能指标达到了国际领先水平，今年1月份，中国天眼通过了国家验收，正式投入运行。

　　不过，在正式投入运行不久，中国天眼即遭遇疫情冲击。为了确保中国天眼观测不停摆，运营团队制定观测计划，20多名科研人员坚守在观测现场，克服了疫情带来的种种不便，有的一待就是两个月。这期间，中国天眼完成观测时长达1000多小时，多项观测任务提前完成。

　　“它超出了我的预期，现在每天可以保证20个小时左右的观测时长。”针对中国天眼正式运行以来的情况，总工程师姜鹏表示，观测时长是科学产出的重要保障，原以为要达到5000个工作机时的话，至少需要3至5年，没想到今年就做到了。“这需要很好的可靠性。”

　　截至9月中旬，中国天眼发现的脉冲星已达224颗。在探测脉冲星领域，中国天眼已经达到国际上的绝对一流水平。

　　目前，中国天眼已经启动了脉冲星测时阵列、漂移扫描多科学目标巡天等5个重大和优先项目。未来3至5年，中国天眼的高灵敏度将有可能在低频引力波探测、快速射电暴起源、星际分子等前沿方向取得突破。