维度网讯,加州理工学院(California Institute of Technology,Caltech)将在美国内华达州沙漠动工建造深度巡天阵列(Deep Synoptic Array,DSA),该项目计划于2029年完工,建成后将成为有史以来速度最快、灵敏度最高的射电望远镜。

DSA由1650个射电天线碟形单元组成,每个碟形单元直径近20英尺,散布在内华达州偏远山谷中面积约12×10英里的区域。作为对比,新墨西哥州的甚大阵(Very Large Array)——全球最大的射电望远镜之一——仅拥有27个碟形单元。大量碟形单元构成的阵列通过作为巨型仪器协同工作,可显著提升空间分辨率。不过,其灵敏度低于单个巨型碟形天线,因此更适用于脉冲星和快速射电暴等明亮天体。为最大限度减少射频干扰,团队选址于内华达州一个极为偏远的地点,靠近大盆地国家公园(Great Basin National Park)。
“在前五年内,DSA将以空前速度多次巡天整个可见天空,”加州理工学院天文学教授兼DSA首席研究员Gregg Hallinan在一份声明中表示。他指出,目前所有其他射电望远镜已发现的射电源总数约为2000万个,而DSA在运行第一天即可达到这一数量。Hallinan补充称,在初始巡天结束时,DSA预计将发现约10亿个新的射电源。研究人员计划利用该阵列研究快速射电暴等神秘现象,以及暗能量如何影响宇宙膨胀等更广泛的概念。
“射电天文学即将从素描变成照片,”DSA联合首席研究员、加州理工学院天文学教授Vikram Ravi表示。DSA的高速扫描能力还带来一项关键优势:天文学家几乎可实时获取数据,并立即进行处理。DSA项目经理Katie Jameson解释说,项目从一开始就向公众提供无限制的数据访问。“我们希望全世界也能像我们一样快速访问数据。DSA就像一个暗房,实时冲洗这些射电图像供所有人使用。”
为降低成本,加州理工学院的研究团队与一个不同寻常的制造合作伙伴合作:蛋糕烤盘制造商Fat Daddio's。团队与该公司签约,生产数千个蛋糕烤盘,这些烤盘形状恰好能完美地将电磁波转换为电信号。DSA项目首席工程师Francois Kapp表示:“这一切都与金属制造有关,而Fat Daddio's在这方面经验丰富。”该项目成为科学与小型工业之间独特合作的典范。
DSA将具备极高的灵敏度,可探测到极其微弱的射电源。1650个碟形单元同时工作,可提供前所未有的空间分辨率,其扫描速度使天文学家能在短时间内完成对全天球的巡天观测。科学家希望DSA能帮助解答关于宇宙的基本问题,包括暗能量的本质和快速射电暴的起源。收集到的数据将实时向公众开放,使全球业余和专业天文学家都能参与研究。该项目计划于2029年完工,有望成为射电天文学史上最重要的仪器之一。研究人员还在开发新技术以提升阵列的能力,包括先进的校准技术和更高效的数据处理算法。
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