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2018-10-10

射电SETI搜索:思路与策略

上月月底,《天文爱好者》杂志的一位编辑询问可否就FAST望远镜可能的SETI搜索前景撰写文章。说来也巧,此时贵州现场刚刚完成了由加州大学伯克利分校提供支持的SETI/FRB后端安装。但就个人来说,实在不愿意针对某项具体的SETI计划消耗笔墨——有关早期尝试的介绍早已汗牛充栋到毋须重复劳动,而要论当代SETI搜索?无论读者承认与否,哪怕只是针对今天的射电天文观测而言,SETI的地位也很是边缘化。且不论射电天文史上数次将成因暂时不明的新现象归因于地外生命的做法相当草率且不负责任因而免不了被人诟病,纯粹的SETI研究由于耗时无止境且预期产出完全不明,如今世界上没有哪个国家的官方科研机构愿意将太多的精力与资金投入其中,只有突破聆听这种出于私人兴趣赞助的项目才有可能将其常态化。就算如此,在借用已有望远镜扫描天空时,相关项目往往也只能通过“背负式”的方式,在不干扰望远镜其他观测的前提下顺便采集所需的数据。科普媒体过多关注这方面的话题,难免会让公众对天文工作者的日常产生误解。 (more…)

2018-7-14

MeerKAT落成:银心绚烂

平方千米阵(SKA)堪称当代射电天文学家最狂野的梦想。200架抛物面望远镜与十余万台偶极子天线组成了中、低频两大阵列,以空前的灵敏度、优异的分辨率外加数倍于当前全球互联网总流量的数据采集速率接收来自宇宙的射电波,想一想都让人在激动不已的同时又倒吸一口凉气——如此规模的工程无论对天线设计、数据存储还是处理工作提出的挑战都是空前的,一旦完成建设,在革新天文学研究的同时,想必也会为信息技术带来革命。 (more…)

2018-5-3

现代天文仪器之二十二:斩波副镜

归档于: 天文空间科学, 仪器设备 @ 3:32 pm

这次要介绍的仪器技术同样与毫米/亚毫米波和红外天文学观测有关。在这些波段开展天文研究,除了要面对大气吸收明显、仪器研发困难等障碍之外,更要命的问题是各种原因导致的背景极强,天体亮度相比之下倒是弱得可怜。因此为了准确测量来自某个目标的辐射,实际操作中往往会采用位置调制模式,以源点为ON点,邻近的空白区域则视作OFF点,通过交替观测两个天区并计算其读数之差,来求出待测天体的信号水平。 (more…)

2018-3-27

使用无人机部署自适应光学系统人工引导星的构想

归档于: 天文空间科学, 仪器设备 @ 12:40 pm

用于修正大气湍动导致波前扭曲的自适应光学技术是当代大型望远镜提升成像质量、推进仪器极限的制胜法宝。不过要想让自适应光学系统发挥作用,视场中必须存在一个亮度足够、距离待测目标足够近的恒星充当监测成像质量的引导星,而并非所有天区都能满足这样的条件。为了克服天然引导星数量不足的缺陷,望远镜的建造者又发明的人工引导星技术,通过激光来激发大气中的钠原子发光,产生自适应光学校准所需的点源。 (more…)

2018-2-19

ESPRESSO启用,甚大望远镜干涉仪初长成

归档于: 天文空间科学, 仪器设备 @ 8:30 pm

自1998年第一架子镜正式启用以来,欧洲南方天文台的甚大望远镜(VLT)就一直以光学天文观测领军者的身份傲视全球。4架8米级反射镜的威力无与伦比,其所揭示的宇宙细节也的确让人过目难忘,以至于不少人可能忘却了它当初的一大主要设计目标——将来自所有子镜的光线合为一体,作为一架总集光口径相当于16米的光学干涉仪协同工作。 (more…)

2017-7-5

现代天文仪器之二十一:辐射热计

归档于: 天文空间科学, 仪器设备 @ 8:00 pm

从射电到X射线频段,天文望远镜光学系统的作用都是将来自天体的辐射聚焦;而焦点处的接收系统则负责将聚焦后的电磁波记录下来。这套接收系统从近红外到X射线的主流选择都是CCD,对部分紫外波段还有微通道板可用,而在传统意义上的射电波段一般则采用可以保留电磁波相位信息的各式相干接收机。但是对于新兴的毫米/亚毫米波(以及中远红外波段)来说,能够满足天文观测灵敏度和带宽需求的相干接收机很难建造,CCD元件又不具备足够小的带隙能,所以真正派上用场的往往是一类名叫辐射热计(bolometer)的设备。 (more…)

2017-6-29

现代天文仪器之二十:相控阵接收机

归档于: 天文空间科学, 仪器设备 @ 1:51 pm

传统的射电接收机,尤其是低频射电接收机一般是用馈源天线(如常见的波导喇叭)来接收天空中的电磁波。虽说这种接收机结构简单,但缺点同样明显:每个馈源一次只能瞄准一个目标,效率受限;对望远镜边缘区域反射的信号响应不佳;同时这样的馈源还自带旁瓣,难免对整个系统的波束形状带来不利影响。这个观测效率受限的问题倒是可以借助多波束接收机系统加以改进,但多波束接收机也存在结构复杂、体积庞大、硬件价格高昂等诸多先天不足,大型单天线望远镜拿来一用还算不错,对于由大批小型天线构成的阵列来说就实在吃不消了;何况这类系统是无法克服传统馈源的其他问题的。在这样的背景下,相控阵接收机应运而生。 (more…)

2017-4-29

阿雷西博望远镜聚焦方式考

归档于: 天文空间科学, 仪器设备 @ 3:21 pm

在绝大多数人的认知中,以球面为主反射面,且面型不可调整的阿雷西博望远镜是无法将入射射电波聚焦到一点的,虽然该望远镜的观测首选早已不是馈线,而是与其他天文台的接收机无甚本质区别的馈源喇叭,甚至是更加时髦的相控阵了。那么阿雷西博究竟能否实现真正意义上的聚焦?答案是肯定的,其具体实现方法且听本人慢慢讲来。 (more…)

2016-12-23

固定式射电望远镜一览

这周早些时候听了荷兰射电天文学研究所的Richard G. Strom教授的报告,之后才知道像FAST或阿雷西博这种碟面固定的射电望远镜绝非个例,只是规模都不及前两者,获得的关注也不多而已。就此搜索开去,发现这些天线有相当一部分还在天文史上扮演了不小的角色,遂整理记录于此,这也算是勾勒出射电天文史上一个鲜为人知又饶有兴味的侧面。 (more…)

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