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平方公里阵列射电望远镜(SKA)
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中国首个深度参与的国际大科学工程“平方公里阵列射电望远镜”取得阶段性成果——走进“世界巨眼”南非台址
人民日报· 2025-10-27 16:04
项目概况与规模 - 平方公里阵列射电望远镜(SKA)是全球多国出资建造的世界最大规模综合孔径射电望远镜,被誉为“世界巨眼” [1] - SKA采用双台址方案,低频阵列位于澳大利亚西部,中频阵列以南非为核心并扩展至非洲南部8个国家 [2] - 项目首期建设已完成阶段性目标,南非台址已建成64台天线(MeerKAT),另有15台由中方设计承建的天线正在现场装配 [2] - 首期项目将安装197台碟形天线,后期计划安装数千台天线以形成更大阵列 [4] 技术优势与科学目标 - SKA通过多面天线组合形成等效大孔径观测,相当于“星球级镜头”,具有平方公里级的等效接收面积 [5] - 项目展现广域巡天、高灵敏度、高解像度、观测速度更快等特征 [6] - 科学目标包括整合宇宙演化图景、研究宇宙物质连接形态、磁力重力影响、脉冲星运动规律及开发新天文研究方法 [6] - 射电望远镜相较光学望远镜具有穿透力更强、分辨率更高、数据收集更稳定等特点 [5] 数据处理与全球合作 - SKA产生海量数据,平均每秒产出约8TB数据,通过专用宽带输送至超级计算机进行处理 [4] - 项目是跨越五大洲和南北半球的独特组织,已建立各国共建共享新一代科学平台的机制 [5] - 中国是SKA的重要贡献者,提供中频天线结构并参与验证,未来还将提供64台天线作为实物贡献 [6] - 中国电科网络通信研究院是SKA在建中频天线结构任务的一级承包方,负责设计、制造、运输、集成和调试 [7] 选址要求与观测成果 - 南非卡鲁荒漠因光污染小、环境寂静被选为台址,面积约40万平方公里,需保持“无线电静默”以屏蔽物理干扰 [2][3] - 天线阵列呈从中心向外逆时针旋臂展开的布局,以更好地覆盖信号,实现不同频率和方向上的优化接收 [3] - MeerKAT已取得系列观测成果,包括首次合成银河系中心照片、发现相当于银河系32倍多的巨型星系、在11个星系中探测到中性氢信号 [6] 国际合作与互补效应 - SKA是中国首个深度参与并扮演重要角色的国际大科学工程,中国等7国于2011年共同创建国际SKA组织 [4] - FAST(中国天眼)与SKA优势互补,FAST位于北天区具高深度精度,SKA居南天区在观察范围和效率上具优势 [7] - 清华大学已联合多国利用FAST和MeerKAT对银河系球状星团进行高精度观测,未来将在脉冲星追踪、星际湍流等领域深化合作 [7]
走进“世界巨眼”南非台址
人民日报· 2025-10-27 14:18
项目概况与科学意义 - 平方公里阵列射电望远镜(SKA)是全球多国出资建造的世界最大规模综合孔径射电望远镜,被誉为“世界巨眼” [5] - SKA是中国首个深度参与的国际大科学工程,采用双台址方案,低频阵列位于澳大利亚,中频阵列以南非为核心并扩展至非洲南部8个国家 [5][6] - 项目旨在通过多面天线组合形成等效大孔径观测,相当于把地球变成一个“星球级镜头”,其平方公里级的等效接收面积意味着超高的灵敏度和科学发现能力 [9] 建设进展与技术规格 - 南非台址将由分布在3000公里范围内的数千台15米口径的碟形反射面天线组成,首期项目将安装197台碟形天线,后期还会安装数千台 [6][8] - 截至目前,南非台址已建成64台天线(即先导项目MeerKAT),另有15台由中方设计承建的天线正在现场装配中 [6] - 每台天线支架高约11米,支撑起15米翼展的主反射面,主反射面由66块边长3米的独立面板组成,每块面板经过亚毫米级精度的调整以确保反射面光滑 [8][11] - SKA产生的数据量极大,平均每秒就有约8TB的数据产出,通过专用宽带输送至超级计算机进行处理 [8] 科学能力与已获成果 - SKA具有广域巡天、高灵敏度、高解像度、观测速度更快等特征 [10] - 先导项目MeerKAT已取得一系列观测成果:2022年首次合成出银河系中心照片;今年2月发现一个大小相当于银河系32倍多的巨型星系;今年10月在距离地球超过40亿光年的11个星系中探测到中性氢信号 [10] - 项目预期目标包括研究宇宙物质的连接形态,磁力、重力的影响,脉冲星的运动规律以及开发新的天文研究方法 [10] 国际合作与中国参与 - 1993年包括中国在内的10国共同发起建造SKA的倡议,2011年中国等7国创建国际SKA组织,该组织于2021年过渡为政府间国际组织SKA天文台 [9] - 中国是SKA项目的重要贡献者,提供了SKA中频天线结构,未来还将提供64台天线作为实物贡献,中国也是SKA区域科学中心的关键参与者 [11] - 中国电科网络通信研究院是SKA在建中频天线结构任务的一级承包方,负责设计、制造、运输、集成和调试等任务 [11] 协同效应与未来展望 - SKA(南天区)与中国的500米口径球面射电望远镜FAST(北天区)优势互补,FAST观测深度及精度高,SKA在观察范围和效率上更具优势 [12] - 今年5月,清华大学联合多国天文学家利用FAST和MeerKAT对银河系球状星团进行了高精度观测,绘制出更清晰的银河系磁场图谱,未来双方还将合作追踪脉冲星突变、研究星际湍流等 [12]
走进“世界巨眼”南非台址(国际科技前沿)
人民日报· 2025-10-27 06:19
项目概况与科学目标 - 平方公里阵列射电望远镜(SKA)是全球多国出资建造的世界最大规模综合孔径射电望远镜,被誉为“世界巨眼”[1] - 项目采用双台址方案,低频阵列位于澳大利亚西部,中频阵列以南非为核心并扩展至非洲南部8个国家[2] - SKA具有广域巡天、高灵敏度、高解像度、观测速度更快等特征,其平方公里级的等效接收面积意味着超高的科学发现能力[5][6] - 项目预期目标包括整合宇宙演化图景、研究宇宙物质连接形态、磁力重力影响、脉冲星运动规律及开发新天文研究方法[6] 建设进展与技术细节 - 南非台址将分布在3000公里范围内,由数千台15米口径碟形天线组成[2] - 南非台址首期建设已完成阶段性目标,已建成64台天线(MeerKAT项目),另有15台由中方设计承建的天线正在现场装配中[2] - 首期项目将安装197台碟形天线,后期还会安装数千台天线以形成更大阵列[4] - 天线阵列呈从中心向外逆时针旋臂展开的布局,以更好地覆盖信号,实现更强接收及连接效果[4] - 每台天线主反射面由66块边长3米的独立面板组成,每块面板经过亚毫米级精度调整以确保反射面光滑[7] 数据处理与国际合作 - SKA产生的数据量极为庞大,平均每秒产出约8TB数据,通过专用宽带输送至超级计算机进行处理[4] - 项目已建立各国共建共享的全球性科学合作机制,数据将分享给多国科学家[4][5] - 中国是SKA项目的重要贡献者,不仅提供中频天线结构,未来还将提供64台天线作为实物贡献,并是SKA区域科学中心的关键参与者[7] 科学成果与互补合作 - 先导项目MeerKAT已取得一系列观测成果:2022年首次合成出银河系中心照片;今年2月发现一个大小相当于银河系32倍多的巨型星系;今年10月在距离地球超过40亿光年的11个星系中探测到中性氢信号[6] - 中国500米口径球面射电望远镜(FAST)与SKA优势互补,FAST位于北天区、单体半径巨大、观测深度及精度高,SKA居于南天区、在观察范围和效率上更具优势[8] - 今年5月,清华大学联合多国天文学家利用FAST和MeerKAT对银河系球状星团进行了高精度观测,绘制出更清晰的银河系磁场图谱,是两台顶尖望远镜的首次深度合作[8]
中国首个深度参与的国际大科学工程“平方公里阵列射电望远镜”取得阶段性成果—— 走进“世界巨眼”南非台址(国际科技前沿)
人民日报· 2025-10-27 06:01
项目概况与规模 - 平方公里阵列射电望远镜(SKA)是全球多国出资建造的世界最大规模综合孔径射电望远镜,被誉为世界巨眼 [1] - SKA采用双台址方案,低频阵列位于澳大利亚西部,中频阵列以南非为核心并扩展至非洲南部8个国家 [2] - 南非台址将由分布在3000公里范围内的数千台15米口径碟形反射面天线组成,首期项目将安装197台碟形天线,后期还会安装数千台天线形成更大阵列 [2][4] 技术特点与优势 - 天线呈从中心向外逆时针旋臂展开的阵列布局,以更好地覆盖信号,在不同频率和方向上有更好的接收及连接效果 [3] - 作为综合孔径射电望远镜,通过多面天线组合形成等效大孔径观测,相当于把地球变成星球级镜头来观测星空 [5] - 具有平方公里级等效接收面积,展现广域巡天、高灵敏度、高解像度、观测速度更快等特征 [5][6] - 平均每秒产生约8TB数据,通过专用宽带输送至超级计算机进行处理 [4] 建设进展与成果 - 南非与澳大利亚两处台址首期建设均已完成阶段性目标,南非台址已建成64台天线(先导项目MeerKAT),另有15台由中方设计承建的天线正在现场装配中 [2] - MeerKAT已取得一系列观测成果:2022年首次合成出银河系中心照片,今年2月发现大小相当于银河系32倍多的巨型星系,今年10月在距离地球超过40亿光年的11个星系中探测到中性氢信号 [6] 国际合作与中国参与 - SKA是中国首个全程参与并扮演重要角色的国际大科学工程,1993年包括中国在内的10国共同发起建造倡议,2011年中国等7国创建国际SKA组织 [4] - 中国是SKA项目的重要贡献者之一,提供了SKA中频天线结构,未来还将提供64台天线作为实物贡献,中国电科网络通信研究院是SKA在建中频天线结构任务的一级承包方 [6][7] - 中国也是SKA区域科学中心的关键参与者,碟形天线的主反射面由66块边长3米的独立面板组成,每块面板经过亚毫米级精度调整 [7] 设备协同与科学目标 - FAST代表单口径射电望远镜技术最高水平,SKA则属于综合孔径射电望远镜,二者优势互补 [5][7] - FAST位于北天区,SKA居于南天区,清华大学已联合多国天文学家利用FAST和MeerKAT对银河系球状星团进行高精度观测,未来还将合作追踪脉冲星突变、研究星际湍流 [7] - 项目预期目标包括整合宇宙演化拼图,研究宇宙物质连接形态、磁力重力影响、脉冲星运动规律及新天文研究方法 [6]
南非MeerKAT射电望远镜探测到距地超40亿光年的“宇宙呼吸声”
中国新闻网· 2025-10-14 08:09
科学发现核心观点 - 一个国际研究团队利用南非MeerKAT射电望远镜在距离地球超过40亿光年的11个星系中探测到中性氢信号 [1] - 中性氢信号是一种波长为21厘米的射电辐射,可简单理解为宇宙的"呼吸声",用于探测星系中气体的运动、聚集与恒星形成过程 [1] - 此次发现将帮助科学家验证星系动力学的关键规律,并为理解星系中暗物质的分布与演化提供依据 [1] 技术突破与纪录 - 研究人员共识别出11个星系发出的中性氢信号 [1] - 其中一个星系的红移值(z=0.3841)创下利用干涉观测技术探测到的最远中性氢信号纪录 [1] - 相关研究论文于10月6日在新一期英国《皇家天文学会月刊》发表 [1] 研究团队与设施 - 该研究负责人为牛津大学及西开普大学教授马特·贾维斯(Matt Jarvis) [1] - MeerKAT射电望远镜由南非射电天文台运行和管理,是国际大科学工程平方公里阵列射电望远镜(SKA)的先导项目 [1] - MeerKAT位于南非北开普省,由64座碟状天线组成,于2018年建成并投入使用 [1] 平方公里阵列射电望远镜项目 - SKA是由全球多国出资共同建造和运行的世界最大规模综合孔径射电望远镜 [2] - SKA是中国参与的一项重要国际大科学工程 [2] - SKA由位于澳大利亚西部的低频阵列和位于南非及南部非洲多国的中频阵列两部分组成,因接收总面积约"1平方公里"而得名 [2]
国际大科学工程中的中国贡献——实地探访平方公里阵列射电望远镜南非台址
新华网· 2025-10-01 15:05
新华社开普敦9月30日电 记者手记|国际大科学工程中的中国贡献——实地探访平方公里阵列射电望 远镜南非台址 新华社记者王雷 王晓梅 从南非立法首都开普敦向东北方向驱车660多公里,便可抵达位于南非北开普省卡鲁地区的卡那封小 镇。这座小镇曾鲜为人知,如今却因为一项举世瞩目的国际大科学工程"平方公里阵列射电望远 镜"(SKA)而聚集了来自多个国家的科学家和工程师,也吸引了全球媒体的关注。 SKA是由全球多国出资共同建造和运行的世界最大规模综合孔径射电望远镜,也是中国深度参与的一项 重要国际大科学工程,由位于澳大利亚西部的低频阵列和位于南非及南部非洲8国的中频阵列两部分组 成,因接收总面积约"1平方公里"而得名。 从卡那封镇中心乘车再向西北行驶约90公里,记者抵达SKA南非台址。下车后首先映入眼帘的,是作为 SKA先导项目的南非MeerKAT射电望远镜。卡鲁荒原的广袤天空下,64台直径13.5米的六边形碟状天线 整齐列阵,远远望去就像一支训练有素的军队,步调一致,动作沉稳而精确。阳光下,白色天线的反射 面闪耀着光泽,与荒凉的褐色大地形成鲜明对比。 在距离MeerKAT射电望远镜不远处,伫立着3台看起来略微不同的碟状 ...
大质量黑洞不总在中心!科研人员首次在矮星系中获得直接观测证据
央视新闻· 2025-09-06 17:22
在传统印象中,大质量黑洞往往"盘踞"在星系中心。然而,中国科学院上海天文台安涛研究员带领的国际团队在一个距离地球约2.3亿光年的矮星系里发现 了一个黑洞。该黑洞没有处在星系核心,而是偏离中心约3千光年,并且喷射出射电喷流。综合多个观测特征,科研人员确认这是一个正在活跃吸积、拥有 喷流的游离黑洞。 (总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉) 这项发现进一步强化了"黑洞增长并非仅限星系中心"的认识,也为理解早期宇宙中超大质量黑洞的快速生长提供了新视角。相关成果于2025年9月5日在学术 期刊《科学通报》英文版在线发表。 据了解,未来随着FAST核心阵和平方公里阵列射电望远镜(SKA)的建成,天文学家将有机会以更高灵敏度和分辨率进行系统巡天,探测到更微弱的射电 信号,甚至直接分辨出亚秒差距级别的微型喷流,为偏核黑洞的确认和统计研究带来突破。 △该黑洞位置示意图 ...
让更多“仰望星空”的眼睛成为探索宇宙的力量
科技日报· 2025-08-01 09:09
中国天文科技发展现状 - 中国天文学已从"跟跑"向"并跑"甚至"领跑"转变,FAST、LAMOST等大科学装置的成功运行以及参与SKA、牵头GOTTA国际计划彰显了行业实力 [1] - FAST在低频射电领域达到世界领先水平,"天关""悟空""慧眼"等空间望远镜组成高能天体物理领域的"探测矩阵" [1] - 引力波、中微子等"多信使"观测手段突破推动多维度宇宙研究 [1] 大规模巡天与数据驱动研究 - 中国空间站工程巡天望远镜(CSST)即将发射,预计发现数千个引力透镜系统,为暗物质、暗能量研究提供关键数据 [2] - CSST将获取数十亿天体数据,成为科学宝库和全民教育载体,推动公众从"观看"转向"参与"宇宙研究 [2] - 国家天文科学数据中心依托"星语""天一"AI大模型构建智能学习社区,突破地域设备限制 [2] 公众科学参与成果 - 公众超新星搜寻项目累计发现200余颗超新星,吸引数万非专业参与者,包括10岁小学生发现者 [3] - 全球早期项目如"星系动物园"证明公众科学可加速数据挖掘,CSST的PB级数据需公众参与 [3] - 学界建议建立奖励机制和权益体系,形成"科学家设计—公众参与—成果共享"生态 [3] 技术变革与行业趋势 - 公众借助自动化设备和AI技术可参与系外行星大气与生命信号探测 [4] - 大数据、AI和全球化观测网络正深刻改变天文学研究方式 [4] - 公众科学为天文学注入新活力,推动"仰望星空"转化为实际探索力量 [4]