我國暗能量射電探測項目

天籟實驗成SKA探路者

【中新社北京二十一日電】由中國等創始成員國發起並建設的國際大射電天文台——平方公里陣列射電望遠鏡(SKA)，其探路者項目最近迎來一個新的項目合作夥伴——來自中國的旨在進行暗能量射電探測的天籟實驗。中國科學院國家天文台二十一日發佈消息說，國際大射電天文台組織官方近日已正式認證中國天籟項目為SKA探路者。

提供探索機遇

作為正在建設中的下一代巨型射電望遠鏡陣列，SKA是一個政府間合作的望遠鏡項目，其正式成員國目前包括中國、南非、英國、澳大利亞等十個國家。

SKA探路者項目與先驅項目包含來自世界各地的多個與SKA科學技術相關的大型科學裝置。儘管SKA已開工建設，但探路者相關最新研究成果，依然可以為SKA提供新的科學探索機遇，檢驗新的探測技術。同時，SKA探路者成果也可以應用到人類未來更大的天文望遠鏡項目中。

SKA科學總監羅伯特 · 布勞恩表示，SKA探路者項目為國際大射電天文台建設鋪平了道路。即使SKA現在已經進入初步運行階段，現有的射電天線與實驗項目仍能夠為SKA的科學計劃和研究基礎提供見解。

探測宇宙聲波

暗能量射電探測天籟實驗由中國科學院國家天文台主持建設，位於新疆哈密市巴里坤縣大紅柳峽鄉，其目的是檢驗暗能量射電探測的各項關鍵技術，為宇宙繪製三維物質分佈圖。

據天籟項目團隊介紹，“天籟”一詞來源於莊子《齊物論》，意為宇宙萬物自然之聲，天籟實驗以探測宇宙重子聲波而得名。

根據目前的天文學觀測，宇宙有大約百分之七十是神秘的暗能量，它引起了宇宙的加速膨脹。暗能量無法直接觀測，但其含量和特性可以通過觀測宇宙隨時間的膨脹速率進行研究。宇宙大爆炸產生的“餘波”在早期宇宙的物質分佈上留下了印跡，最終成長為如今的大尺度結構。通過研究宇宙的大尺度結構物質分佈，天文學家可以得到宇宙重子聲波振盪，從而確定出宇宙隨時間的膨脹速率。

天籟實驗所直接觀測的信號是源於中性氫原子的二十一厘米射電信號。中性氫是宇宙中含量最高的元素，在宇宙膨脹過程中，其二十一厘米信號已經紅移到更長的波長範圍。天籟實驗能夠在比較寬的波長範圍內觀測二十一厘米信號及其紅移信號，從而得到宇宙的三維物質分佈情況。

天籟項目團隊由中國科學院國家天文台和中國多所高校相關學者、研究生以及來自美國、法國等相關研究機構的專家學者共同組成，作為中國射電天文學領域的重要科研平台，天籟實驗的開展也為中國射電探測技術培育了優秀人才。

探測能力提高

天籟項目首席科學家、中國科學院國家天文台研究員陳學雷表示，天籟項目現已建成兩種構型的陣列望遠鏡：柱形射電陣列有三個柱面反射面天線，安裝有九十六個饋源；碟形射電陣列有十六個口徑六米的拋物面天線。這些陣列可以用於檢驗中性氫巡天實驗的相關探測技術，應用到SKA項目之中。

為了實現星空的快速巡天觀測，天籟射電干涉陣列採用大視場設計，這也非常適合SKA其他相關的科學目標，例如對來自銀河系以外宇宙深處快速射電暴（即快速電磁波脈衝現象）的搜尋。

“通過開展實際的觀測工作，對真實數據進行分析，我們可以發現一些實際存在的問題。這些問題僅通過理論分析工作，是無論如何也無法全面考慮到的。”陳學雷說。

他還透露，在東北大學支持下，天籟項目近期在原有陣列附近擴建三個新陣列，天籟射電干涉陣列探測能力得到進一步提高，可以對快速射電暴進行精確定位。