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穹苍之上探奥秘
——云南天文科技重器侧记

2020-02-22

云南科技管理 2020年6期
关键词:哀牢山脉冲星射电

(云南省科技厅科技宣传教育中心,云南 昆明 650051)

0 引言

秋天的云南景东彝族自治县哀牢山国家级自然保护区,层林叠翠、风景如画;杜鹃湖,湖面似镜,水天一色。

这里是无线电的“净土”……更是世界最大口径全可动脉冲星射电望远镜研制项目建设台址地。

2020年9月29日上午杜鹃湖畔,当象征建设的第一铲土被铲起时,云南景东120m脉冲星射电望远镜研制重大科技项目正式启动了。

1 科技重器 浩瀚星空奔来眼底

在一年前的2019年10月11日,云南省科学技术厅、云南省林业和草原局、中国科学院昆明分院、普洱市人民政府共同主办“申报建设哀牢山-无量山国家公园综合科学考察”启动会在景东县举行。中国科学院昆明分院、中国科学院昆明植物研究所、中国科学院昆明动物研究所、中国科学院西双版纳热带植物园、中国科学院云南天文台、西南林业大学、云南省林业调查规划院、云南大学、云南省农业科学院、华东师范大学、复旦大学等单位的50余位专家学者聚集于此,在哀牢山-无量山区域开展植物多样性与植被、脊椎动物调查与资源评估、生态系统综合考察、地质综合考察、遥感/地理/气象/水文、天文和无线电环境、社会经济、人文/历史综合考察等8个专题综合科学考察研究。科考项目预计于2021年底完成。通过综合科学考察将科学合理地划定“申报建设哀牢山-无量山国家公园”的范围,在科学发现、科研基础设施建设以及科考手段、方法、人才等方面取得新成果,为“申报建设哀牢山-无量山国家公园”提供全面科技支撑。而加快120m脉冲星射电望远镜重大科技项目落地,无疑是助力哀牢山-无量山国家公园建设的重头戏。

近几年,中国科学院瞄准云南在生态文明建设、生物安全等领域的重大科技需求,推动哀牢山-无量山建设成为国家公园及一批重大科技项目在云南启动。

2020年8月26日,云南省人民政府和中国科学院在北京签署“共建景东120m脉冲星射电望远镜(JRT)合作协议”。9月“景东120m脉冲星射电望远镜研制”通过云南省科技计划项目立项实施。项目建设周期3年,是在我国西南地区建设的目前世界上口径最大的全可动低频射电望远镜。

脉冲星,就是旋转的中子星,因不断地发出电磁脉冲信号而得名,是地球上无法实现的极端物理状态的实验室,是研究相对论和引力的最有力工具。景东120m脉冲星射电望远镜(JRT)研制项目由中科院云南天文台联合多家单位,历经多年完成选址和大天线关键技术攻关,建成后将开展天文学和空间科学前沿研究。

它将通过对脉冲星高精度计时观测,开展低频引力波探测、脉冲星和黑洞物理、强引力场相对论检验等前沿科学研究,并实现基于脉冲星的时间体系标准。

2 追星探秘 打开透视宇宙窗口

神秘的宇宙历来让人们充满好奇和敬畏。彩云之南,天文学家从事科学研究的圣地。

当太阳从东方升起时,澄江抚仙湖,碧水剔透、琉璃万顷。

对太阳我们有各种崇拜和歌颂,这颗距离人类最近、对人类生存影响最大的恒星。让大地生机勃勃,给人类温暖光明。但太阳的任何剧烈活动(太阳爆发)也可能对人类的生存环境带来灾难。1989年3月发生在北美地区的“魁北克省大断电事件”,一场剧烈的太阳风暴,使当地电力系统遭受严重破坏,数百万居民生活受影响;太空中的上千颗人造卫星受到干扰和寿命缩短损害。对太阳的起源、发生发展规律及未来活动等,有许多谜题等待研究揭开。

建在湖边的抚仙湖太阳观测站,是世界上最好的太阳物理观测站址之一,也是亚洲最大的地面太阳观测基地,2010年9月开始试观测,2012年9月正式运行,拥有我国唯一的高分辨率太阳望远镜——1m新真空太阳望远镜。它是在我国附近8个时区内唯一能对太阳进行高分辨率观测的望远镜,在全球最近10年的太阳活动观测中,获得的有效数据超过全球高分辨率数据总量的1/3。国内外学者利用观测数据,在太阳物理前沿研究领域取得了很多研究成果。“太阳爆发过程中的电磁相互作用”获云南省2019年度自然科学奖特等奖,抚仙湖太阳望远镜获云南省2016年度科技进步特等奖。全球第二大太阳望远镜——2m环形太阳望远镜积极筹建中,引领全球太阳观测的旗舰式基地正待时。

落日西下,海拔3200m的丽江玉龙县太安乡高美古,黯蓝色的天空宁静,繁星满天,每年平均有254天晴夜。于2008年投入运行、东亚地区最大口径的2.4m望远镜是通用光学天文望远镜,开展对南天区高精度的时序测光,搜寻恒星系统中的黑洞和褐矮星等特殊天体,其综合性能在同级望远镜中处于国际先进水平。

丽江高美古成为我国南方重要的天文观测研究基地。空气洁净,夜空透明,优良的天文观测条件,聚集着国内外众多天文学家,每年能容纳数十项具有先进水平的天体物理课题开展观测和研究工作。

2015年在高美古中国天文学家用2.4m望远镜发现了“夜空中最亮的天体”。这是一颗距离地球128亿光年、光度是太阳光度的430万亿倍的类星体,是目前已知的遥远宇宙中光度最高、黑洞质量最大的类星体,中心的超级黑洞质量约等于120亿个太阳。

用2m级口径望远镜发现的这颗类星体,通常需要用10m级望远镜观测。它的发现,展示了中国天文学家的创新思想和探索精神,为研究早期宇宙中黑洞和星系的形成和演化提供了一个特别的实验室。研究成果作为封面推荐论文刊发国际顶级科学期刊《自然》上,并入选科技部发布的2015年度中国科学十大进展。

3 院省合作 架梯登高放眼穹苍

早在1995年,云南省与中国科学院点亮了科技合作的第一缕晨光。中国科学院围绕云南经济社会发展的重大需求,聚焦中国科学院相关优势科技力量,为云南创新跨越发展服务。科技合作深入到云南重大科技基础设施建设,投身于社会事业发展。一批天文科学研究科技基础在云南落户:昆明凤凰山上的探月工程地面应用系统,当年全国第二大口径“40m射电望远镜”精密探测着“嫦娥”卫星在预定轨道中安全飞行。亚洲最大口径的2.4m通用光学望远镜、光学质量最好,分辨率、指向精度与成像质量达世界一流;亚洲最大的地面太阳观测基地-抚仙湖一米太阳塔等,汇集成云南天文科学研究高起点、高水平重大创新平台。“探月亮”“观太阳”“寻恒星”“重器”齐聚,涌现出中国科学院院士韩占文领军的一批天文科技创新团队,“追星宇宙”探奥秘,天文沃土岀成果。

千万难题只等闲,科技合作凯歌行。景东120m脉冲星射电望远镜的建设,将提升中国地面天文观测能力,助力科学家揭秘宇宙的神奇。借势集智慧,创新推发展,让云南成为世人瞩目的天文科研中心。

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