倾听宇宙秘密的“大耳朵”

正像夏威夷莫纳克亚山上的凯特望远镜和其他大型设备使光学天文学引发了一场革命一样,美国最新研制的甚长基线阵和格林班克望远镜也为射电天文的观测展现了更为广阔的前景。由10面抛物面天线构成的甚长基线阵将使射电天文学家以空前的分辨率观测星系和类星体的核心,被称为格林班克望远镜的单抛物面天线的大“耳朵”,会让射电天文学家倾听到其他射电望远镜接收不到的射电源。     

活动星系核

1944年,天文爱好者雷伯(G.Reber)用简陋的自制射电望远镜在天鹅座发现一个“射电星”.七年以后,它出人意外地被证认为射电星系.以后所作的计算表明,其对应的能量约为10~(60)尔格.这就意味着,它的射电辐射比我们银河系的要大几十万倍以上.如此巨大的能量释放自然激励了不少科学工作者的研究热情.曾有人揣测,这也许是两个硕大的星系相互碰撞的结果,但由计算得知,两个星系碰撞的概率是非常小的,只有一亿分之一,就是说这种“射电暴”现象应是极其罕见的.随着射电仪器的发展,五十年代以来又先后发现了许多类似的射电星系,因而碰撞说就不得不被放弃了.观测发现,一个射电星系的典型结构是,光学中心体两边有一对射电“瓣”.自然可以推测,     

NGC1275是一个双核星系

NGC1275在许多方面都很值得注意.它是一个13等的射电星系,在英仙座大星系团中是最亮的一个.用氢光拍摄的光学照片表明,它有一个纤维状结构,且正以每秒几千公里的速度在膨胀.已经得知它还是一个塞佛特星系,其核小而亮,核的光谱中有强而宽的发射线. 今年4月,由瑞典、西德、苏联克里米亚和美国马萨诸塞州的大型天线组成的洲际射电干涉仪,在短波1.35厘米处观测了NGC1275.观测分辨率非常高,可以在NGC1275中分辨出小至0.0002弧秒的特征.美国弗吉尼亚州国立射电天文台的波利尼-托斯(Ⅰ.     

中国科学院国家天文台太阳物理研究20年

中国科学院国家天文台自2001年成立以来,汇集了与太阳物理有关的创新研究队伍和观测基地,是我国规模最大的太阳物理研究群体,拥有理论研究、观测分析和设备研制等综合优势. 20年来,国家天文台成功运行着多通道太阳磁场望远镜和太阳射电宽带动态频谱仪等世界一流的观测设备,研制了全日面太阳光学和磁场监测系统及明安图射电频谱日像仪(Mingantu Spectral Radioheliograph, MUSER)等新一代观测设备,正在研制中红外太阳磁场精确测量观测系统(accurate solar infrared magnetic measuring system, AIMS)、我国首个空间太阳望远镜ASO-S(Advanced Space-based Solar Observatory)的有效载荷全日面磁场望远镜(full-disk magnetograph, FMG)、米波-十米波射电频谱日像仪和行星际闪烁射电望远镜等新设备.本文着重回顾近20年国家天文台研究人员取得的一系列开拓性研究成果或亮点研究进展,进一步展望未来我国太阳物理界将主要在太阳磁场、太阳射电和深空太阳探测方面进行的重点突破,推动在太阳和日地物理中解决科学难题,包括太阳磁场与太阳周的起源、日冕加热、太阳爆发起源及其对日地空间环境的作用和影响等.     

地球到银河系中心距离的新估计值

凭借距离接近地球直径的射电望远镜进行联合的射电观测,方向的准确性可达亚毫弧秒范围.甚长基线干涉仪(VLBI)的这种精密度,就被用来给出地球到银河系中心距离的新估计值.被国际天文协会采用的这个距离的原估计值为8.5千秒差距(一秒差距是这样大的一个距离:在这个距离上看     

大天文学

有意思的是,当提及"大科学"的时候,人们往往会想到巨大的粒子对撞机。大而深的地下实验室和高昂的国际合作,已经成为了现代粒子物理学研究的必要条件,而它们所研究的对象却是现实世界的最小单元。然而并不仅仅是物理学喜欢昂贵的设备。2011年4月2日英国的焦德雷班克天文台被选为耗资21亿美元的一平方千米天线阵(SKA)的总部。SKA由19个国家参与,旨在建造迄今最大的射电望远镜。"虚拟"观测陈列焦德雷班克天文台已经建成,但它不会是SKA的所在地(SKA将落户者澳大利亚或南非)。在射电     

密云460兆赫太阳复合干涉仪

由北京天文台射电天文研究室研制的密云460兆赫太阳复合干涉仪(以下简称“4×16”系统),于1980年8月完成并正式投入太阳观测工作。此系统是在我们完成146兆赫太阳干涉仪后着手进行的。在相继完成450兆赫16面干涉仪及“2×16”系统后,于1979年底完成     

类星体3C147的射电观测结果

类星体3C147是一个致密的陡谱射电源,在厘米波段,是天空最强的射电源之一.它的红移是0.545,星等为17等.早先的干涉仪观测和星际闪烁观测已指出该源的射电发射来自(?)1.”0的区域.在高频波段,它的大部分辐射来自一个(?)0.”2的结构复杂的区域;在低频波段((?)100MHz),主要的辐射区大小为～0.”7.这里我们所报道的是一次应用甚长基线干涉(VLBI)技术观测所得到的该源的复杂射电结构图像。     

类星体3C273的超光速膨胀

本期封底是四幅类星体3C273高分辨率的射电图,它是加州理工学院的一组射电天文学家,用长基线射电干涉仪网,在1977年5月～1980年5月三年间观测到的。它表明,这个类星体以9.6倍光速的速度在膨胀着。     

走向新的综合:生命科学领域的小科学与大科学之关系

当科学家温伯格(Alvin Weinberg)在1950年代发明“大科学”(big science)一词时，他指的是大型火箭和高能加速器等大科学装置。显然，在那个时代，只有高能物理学被科学界公认为是大科学。随着人类基因组计划的实施和后基因组时代的来临，大科学也成为了生命科学的一个重要组成部分。从这个意义上说，笔者在《科学》上的“后基因组时代的思考”专栏就是围绕着“大科学”展开的。最近，笔者有机会读到蒲慕明教授为英国《自然》周刊撰写的一篇评论——“大科学，小科学”，感到该文提出了许多值得讨论的观点和问题。因此，笔者借此专栏提出一些个人的看法，供蒲慕明教授以及其他关心此事的人参考。     

银河系中心的黑洞

据英国《新科学家》杂志报导,已找到新的证据揭示出在我们的银河系中心可能存在着质量是太阳一亿倍的巨大的黑洞。美国国立射电天文台的凯勒曼(Kellermann)等使用安置在不同地点的射电望远镜,组成基线达4000公里的甚长基线射电干涉仪,并以4厘米的波长对银河系中心进行观测。结果,正如以往所说的那样,发现位于中心核的射电源结构的大部分是在     

促进创新思维的方式

近来,对如何鼓励更多的“高风险-高回报”研究进行过许多对话:这些研究有可能促进科学产生大的飞跃。如美国国家科学委员会(NSB)建立了一个专家小组致力于研究这个问题已一年有余;而美国国立卫生研究院(NIH)已着力对基础和临床生物医学研究进行了革新……     

世界上最大的射电望远镜

世界上最大的射电望远镜最近开始正式发挥作用,这就是叫做VLBA的甚长基线系列。它有10台接收机散布在横跨8000公里的美国领土上。这些接收机从大平洋中的夏威夷一直延伸到加勒比海中的维尔京群岛。按照设计要求,这10台接收机由在美国西南部新墨西哥州的国立射电天文台来控制,用一台世界上效率最高的电于计算机将这些接收机的操作情况连在     

中国天文学家提出建造500m口径主动球面望远镜(FAST)项目建议

本刊讯射电天文学是利用无线电手段探索宇宙的一门科学。从1932年第一次探测到银心射电辐射以来的60余年中,它借助现代电子通讯、计算机技术的优势得以迅速发展,它对大接收面积和高分辨本领的执着追求,也推动了电子及相关科技的一次次革命。射电天文已成为半个世纪来重大天文发现的发祥地,天文诺贝尔奖的摇篮,显示出这一新兴学科的强大生命力与蓬勃发展的前景。在国际无线电科联1993年日本京都大会上,澳、加、中、法、德、印、荷、俄、英、美10国射电天文学家联合倡议筹划建造接收面积为1ｋｍ2的巨型射电望远镜(ＬＴ),它的灵敏度将比目前世…     

2006年世界十大科技进展

美国《科学》杂志近日公布了该刊评选出的2006年度世界十大科学进展。1.庞加莱猜想——百年难题终获破解科学家们在2006年完成了“数学史上的一个重要章节”,这个“有关三维空间抽象形状”的问题终于被解决。庞加莱猜想属于数学中的拓扑学分支,1904年由法国数学家庞加莱提出,即     

自然信息

巨大的银河系环美国航宇局戈达德(Goddard)空间飞行中心的研究人员已确认,一个巨大环状的增强γ射线发射区域围绕着银河系中心.这一现象作为“5千秒差距环”是射电天文学家和红外天文学家所熟知的,根据哈丁(Alice Harding)和斯特克(Floyd Stecker)的看法,它可能与银河系中最年轻的恒星形成区域有     

遥感技术发展史初探

“遥感”(Remote Sensing),顾名思意为“遥远的感知。”它是由1962年美国密执安大学等单位发起的“环境遥感讨论会”上,将“遥感”这个术语确定下来。“遥”具有空间概念;“感”表示信息系统。也就是说在遥远的空间,不与目标物接触,而通过信息系统去获得有关该目标物的信息。遥感属于空间科学的范畴,是空间科学一个重要的组成部分。遥感科学是物理学、计算数学、电子计算机技术、航天、航空等许多学科密切结合的、综合性很强     

地外文明技术印迹射电搜寻进展

基于哥白尼原理、德雷克公式以及大量系外行星的发现,大多科学家相信地球之外一定存在着生命尤其是高级智慧生命(或文明).射电技术由于其优势而成为地外文明搜寻的最佳手段之一.“中国天眼”(FAST)是全世界最大的单天线射电望远镜,地外文明搜寻(search for extraterrestrial intelligence,SETI)是其五大科学目标之一,它在低频射电L波段上极高的灵敏度对SETI有着重要意义.基于FAST专门用于SETI观测的后端设备和正式申请的观测时间,我们开展了SETI后端共时巡天观测和系外行星目标观测.与加利福尼亚大学伯克利分校的在家地外文明搜寻(SETI@home)和突破聆听(Breakthrough Listen)团队合作,我们发展了SETI目标观测多波束匹配模式以及使地外文明(extraterrestrial intelligence,ETI)信号鉴别过程更加科学完备的偏振和频率漂移判据,实施了观测和数据处理来筛选ETI候选目标.本文主要介绍国际上的SETI观测历史,尤其是FAST进行SETI的研究现状和最新进展以及未来展望.     

新技术促进美国农业前进

淘金时代的加利福尼亚,被人们视为只是盛产牛奶和蜂蜜的地方。1855年,一位旅游者更是断言:加利福尼亚谷地,只能勉强为少数居民提供面包,若要满足众多人口的粮食需求,它的土地就无法胜任了,谁知时至今日,加利福尼亚竟然成了美国的“沙拉大锅”。它生产差不多占全国半数以上的水果、核桃和菜蔬。19世纪人们未看见:正是从那时起,科学进入了农业。这一进程改变了美国社会结构,尤以加州为甚。     

网上“常青藤”

常到网上冲浪的人对“搜索引擎”这个词一定不陌生吧。它好比是大海中的灯塔,引导网上冲浪的人们驶入信息的“港湾”。“常青藤”就是这些“灯塔”中的一个。 “常青藤”(http://www.tonghua.com.cn)的主页设计是以绿色为主调,清雅宜人。这个与美国7大著名学府总称同名的站点,也有与之相同的气魄——争取成为一部网上大百科全书。作为一个智能中文搜索引擎及多级目录检索,“常青藤”汇聚了中国大陆、港澳地区、台湾地区、新加坡等中文地域的网络地址,而且每个网址、每条记录均由“常青藤”网站的工作人员精心筛选、手工