巨型射電望遠鏡將搜尋第一批恆星和星系

該陣列可能是迄今為止嘗試過的最複雜和通用的射電望遠鏡,能夠在45天內掃描整個北半球天空以尋找低頻無線電波

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超過20,000個無線電天線將很快透過網際網路連線,掃描大部分未開發的無線電頻率,尋找第一批恆星和星系,並有可能尋找外星智慧訊號。

低頻陣列(LOFAR)將由位於荷蘭和歐洲其他地區的48個站點的天線組組成,所有站點均透過光纖電纜連線。來自這些站點的訊號將使用超級計算機進行組合,將該陣列轉變為“可能是迄今為止嘗試過的最複雜和通用的射電望遠鏡”,國際LOFAR望遠鏡董事會主席海諾·法爾克說。

目前,LOFAR的16,000個天線和41個站點已建成,該陣列將於今年年中完成。總而言之,LOFAR將具有相當於直徑為620英里(1,000公里)的望遠鏡的解析度。此外,“這是一個可擴充套件的設計——我們以後總是可以來新增額外的站點,”荷蘭射電天文學研究所ASTRON的邁克爾·懷斯說。


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由於LOFAR如此之大,它可以掃描大片天空——它的第一個全天巡天調查於1月9日開始,可以在“僅僅45天內掃描整個北半球天空兩次”,ASTRON的喬治·希爾德說。

LOFAR也速度非常快,能夠測量僅五分之一納秒的事件。此外,LOFAR本質上是由許多不同的射電望遠鏡組合在一起的事實意味著它可以同時執行,例如,三個不同的科學專案,懷斯說。

該陣列旨在監測低頻無線電波,這是來自天空輻射的很大程度上未被探索的部分。這些無線電發射的一個關鍵來源是來自宇宙所謂的宇宙黑暗時代期間主導宇宙的冷氫氣的極其微弱的訊號。隨著恆星最終出現,它們會在氫氣上留下疤痕,透過分析來自這種氣體的無線電訊號隨時間的變化,科學家們可以因此瞭解更多關於第一批星系是如何形成的。[資訊圖導覽:宇宙的歷史與結構]

ASTRON的格爾·德布魯因說:“這是宇宙早期演化的關鍵階段,從大爆炸後4億年延伸到8億年。” “我們想確切地知道它何時發生,如何發生,發生得有多快。”

LOFAR還將掃描人工無線電發射,作為尋找外星智慧(SETI)的一部分。過去的SETI任務側重於更高頻率的無線電波,但也許外星文明更喜歡較低的頻率。

法爾克告訴SPACE.com:“LOFAR可以進行有趣的SETI實驗。” “在未來幾年,我們將嘗試它。”

低頻無線電波也圍繞著極其強大的宇宙物體發射,例如黑洞,研究這些可以幫助科學家更好地瞭解這些狂暴系統的內部運作。例如,當涉及到脈衝星——可以在超新星爆發後形成的高度磁化和快速旋轉的中子星——時,LOFAR可以監測來自脈衝星表面約60英里(100公里)範圍內的無線電發射,ASTRON的傑森·海塞爾斯說。

LOFAR將於5月開始向國際天文學家開放其功能。LOFAR的科學家們在本月早些時候在德克薩斯州奧斯汀舉行的第219屆美國天文學會年會上詳細介紹了他們的工作。

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Charles Q. Choi is a frequent contributor to 大眾科學. His work has also appeared in The New York Times, Science, Nature, Wired, and LiveScience, among others. In his spare time, he has traveled to all seven continents.

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