美國國家科學基金會(NSF)正在將其超大陣列射電望遠鏡改造成——請稍等——擴充套件超大陣列,這要歸功於數字技術,這將提高新墨西哥州索科羅設施的強大能力,以捕捉黑洞、超新星和其他深空天體。
超大陣列(VLA)28個碟形天線中的一半——每個重達230噸——已經升級,因此它可以同時收集大約2吉赫(十億)赫茲的八個資料流,高於之前大約50兆赫(百萬)赫茲的四個資料流的能力。其餘28個天線——在1997年的電影超時空接觸中首次亮相,由朱迪·福斯特主演,並根據卡爾·薩根的同名科幻小說改編——將於2012年實現數字化,使該設施的功率提高10倍。此次改造還將更換自1970年代建成以來一直在執行的原始元件。
“某些物體在很寬的頻率範圍內輻射,”擴充套件VLA的專案經理馬克·麥金農說。“提高望遠鏡的靈敏度歸結於它的頻寬。”
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VLA於1980年完工,但在那之前就已經投入使用,它促成了水星上發現冰;圍繞人馬座A*的複雜區域,銀河系核心的黑洞;並且它幫助天文學家識別出在大爆炸後不到十億年就已開始產生恆星的遙遠星系。
麥金農說,EVLA更高的靈敏度和更高的解析度將使科學家能夠深入觀察恆星形成的雲層,並觀察年輕恆星周圍的濃密氣體原行星盤,並跟蹤超新星、快速移動的中子星和黑洞。EVLA的接收系統將足夠靈敏,可以檢測到木星距離——5億英里之外——手機的微弱無線電傳輸,預計成本為9400萬美元。
所有28個82英尺(25米)直徑的碟形天線收集的資料都被帶到一個相關器——一箇中央的、特殊用途的計算機——它將輸入合併成一種形式,使科學家能夠生成正在研究的天文物體的詳細、高質量影像。一個新的光纖系統取代了較舊的波導系統,用於將接收器收集的資料傳輸到中央控制大樓,並增加了可以從天線傳送到由加拿大科學家和工程師建造的新的1700萬美元相關器的資料量,以處理增加的資料流。
除了為NSF工作外,VLA站點還在另一個射電望遠鏡的開發中發揮著重要作用,即阿塔卡瑪大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)。該設施於2003年開始建設,計劃於2012年在智利北部阿塔卡瑪沙漠海拔16,500英尺(5,000米)處完工,使用了64多個40英尺(12米)的天線。科學家們一直在使用VLA站點來測試天線在安裝在ALMA之前的效能。
麥金農補充說:“我們使用EVLA進行的觀測將與他們在ALMA和其他射電望遠鏡進行的觀測形成互補。試圖理解天體物理現象需要一種多波長方法。”