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加纳望远镜预示泛非阵列雏形

2019-03-14 02:56:53来源:励志吧0次阅读

由电信天线改造 代表非洲天文学兴起

加纳的一个老旧天线正在扮演一个新的角色:射电望远镜。 图片来源:SKA SA

本报讯 工程师们日前将加纳的一个旧电信碟形天线转换成这块大陆除南非以外架运行的射电望远镜,这在非洲天文学历史上具有里程碑般的意义。

这架望远镜坐落于该国首都阿克拉附近的Kuntunse,是计划在未来5年横跨整个非洲的一个望远镜阵列中的个,同时还是在这片大陆上发展天文学家技能的一项长期计划的一部分。它于今年进行了首次天文观测,并将于2017年晚些时候正式启用。

“我们走了这么远,这是一个喜悦和骄傲的时刻。”该项目经理T. L. Venkatasubramani这样说道。他说科学观测活动将于明年开始。

加纳望远镜预示泛非阵列雏形

一旦建成并投入运行,加纳望远镜可以被纳入欧洲甚长基线干涉测量(VLBI)络,该络将一群天各一方的射电望远镜作为一个大型仪器加以利用。但是,天文学家还想将其用于一个单独的非洲VLBI络(AVN)。为此,工程师们正计划到2019年中期,将赞比亚、马达加斯加和肯尼亚的电信碟形天线改造为射电望远镜。

在过去的10年里,海底电缆在非洲海岸的普及使得这些碟形天线丧失了初的用途。与此同时,到2022年中期,新的望远镜也可以安置在其他4个非洲国家。

曾参与训练及测试非洲络的荷兰德文格洛市欧洲VLBI联合研究所所长Huib Jan van Langevelde指出,AVN将在那些没有射电望远镜的国家发展天文学研究的能力。

加纳望远镜开始将观测甲醇脉泽(一种由一些天文现象引起的无线电发射)和脉冲星。AVN将填补全球VLBI中的地理缺口,并通过在络中增加望远镜之间的距离范围和可能的角度改善成像水平。一个VLBI络中的望远镜越多,天文学家可以看到的细节就越多。

在南非开普敦平方公里阵列(SKA,正在建设的全球射电望远镜阵列)工作的VLBI科学家及AVN操作员James Chibueze表示:“如果你看看目前的VLBI络,就知道我们肯定需要用天线填补非洲中心的位置。”

美国国家射电天文台主任Tony Beasley表示,对于南半球来说,AVN是一个“神奇”的倡议,目前那里的VLBI在与澳大利亚共享一个阵列。他说:“AVN将是一个全职的阵列,可以做更多的科学工作,同时可以呈数量级地增加VLBI的使用时间,而南方的天空是独特的。我们在北半球已有很多阵列。”

Beasley表示,AVN也将从SKA和南非的射电天文学发展所取得的技术进步中获益。

AVN初是由2014年去世的南非Hartebeeshoek射电天文台前台长Michael Gaylard提出的。在为期两年的天文台望远镜修复过程中,Gaylard利用谷歌地图搜寻了非洲大陆上老旧的电信碟形天线。当发现Kuntunse天线时,他意识到这架天线——以及其他类似的天线——能够为天文学研究所用。

这种转换是很困难的,Chibueze说。新望远镜的设计和建造有其特定的规范,但在Kuntunse天线的改造过程中,工程师和科学家不得不调整他们的计划。他们同时还需要解决电源和络接入的稳定性问题。

天线改造工作在很大程度上由南非资助,非洲复兴和国际科技合作基金等为该项目贡献了900万美元。从南非的角度来看,AVN将帮助非洲大陆为SKA做准备——数以百计甚至更多的碟形天线将被安置在澳大利亚和南非。到本世纪20年代末期,SKA项目还计划在其他8个非洲国家建设新的天文台。

今年晚些时候,AVN项目和南非的SKA项目办公室将合并为南非射电天文台,这是国家研究基金会下属的一个单位。然而该计划终是让加纳和其他非洲国家自己拥有和经营它们的AVN望远镜。

南非尚未表示是否将资助进一步的改造工作。Venkatasubramani说,这需要来自其他非洲国家分担成本的承诺。“在我们开始施工之前,必须确保管理结构到位。”他说,“这不仅是南非的做法,也是一个联合项目所必需的。”

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