“观天巨眼”上新 中科院天文学家解读中国“仰望星空”的实力

因为好奇的天性，人类总喜欢仰望星空。

你我来自何处？当人类面向茫茫宇宙寻找答案，天文望远镜必不可少。

今年以来，“中国复眼”二期开工，“郭守敬望远镜”找到恒星初始质量分布规律；而“中国天眼”投用至今已发现740余颗新脉冲星……中国大地上，一座座天文学观测设施，似一双双深情凝望宇宙的 “眼眸”，不断发现关于宇宙的新信息。

两座“观天巨眼”有何区别？与国际水平相比，中国的“观天”实力如何？为了揭开更多宇宙的奥秘，需要做何努力？近日，记者采访了中科院等的多位天文学家。

“观天巨眼”上新了

“中国复眼”和“中国天眼”有何区别？

中国的“观天巨眼”上新了！2月14日，以小行星探测和成像为目标的“中国复眼”二期在重庆开工建设，引发关注。

这不由得让人想到了坐落在贵州的另一只“眼”——形似一口大锅的“中国天眼”（FAST）。

同样是“巨眼”，却有着不同本事。

刚刚开工的“中国复眼”能看得近而清。记者从北京理工大学了解到，以昆虫的复眼为灵感，“中国复眼”二期将建设25部30米孔径雷达，能主动发射电磁波并接受回波，协同多部雷达观测，目标是千万公里之外的小行星。

“中国复眼”二期示意图 图源：北京理工大学重庆创新中心

早在2022年12月，“中国复眼”一期就已建成，验证了技术的可行性。未来，三期工程还计划把雷达数量扩展至百部规模。

科学界普遍认为，6500万年前，一颗小行星“撞击”了地球，间接导致当时的“地球霸主”恐龙走向了灭绝。让人类避免走上恐龙的命运，“中国复眼”的观测能力或将发挥作用。

与“中国复眼”有所区别，“中国天眼”看得远而广。

“中国天眼”的直径有500米，是目前全球最大的射电望远镜。中科院国家天文台研究员邓李才告诉潮新闻记者：它是公认的我国真正称得上领先世界的天文学观测设施。

“中国天眼”资料图 图源：新华社

“中国天眼”够大，够灵敏，能接受百亿光年以外的电磁波信号。2020年正式投用后，它在快速射电暴和脉冲星研究领域已经取得不少成果，成为新闻头条的“常客”。

比如快速射电暴，这是一种强烈而短暂的无线电信号爆发现象，能量极强，起因成迷。借助“中国天眼”，科学家们发现了重复快速射电暴处在类似超新星遗迹的复杂环境中。

“中国天眼”首席科学家李菂此前在接受潮新闻记者采访时乐观地表示，有了“中国天眼”的加持，顺利的话，大概3至5年后，天文学界有可能在快速射电暴的天文起源上达成某种共识。

光学望远镜与国际差距明显

天文学家期待一流天文台址早日建成

射电望远镜依靠电磁波信号获得信息，光学望远镜则像“人眼”，能更直观地观测星空。二者相辅相成，才能更全面地了解宇宙。

不过，多位天文学家向潮新闻记者表示，与射电望远镜“点上开花”相比，我国的光学望远镜发展与国际水平还存在明显差距。

上世纪八九十年代，我国陆续建成两台光学望远镜，一台是位于国家天文台兴隆观测基地的2.16米天文光学望远镜，另一台是位于丽江高美古的2.4米通用型望远镜。

LAMOST资料图 图源：中科院国家天文台

“再加上位于兴隆基地的郭守敬望远镜（LAMOST），二十多年来，就是这些设备，为我国在光学天文领域争得了一席之地。”邓李才说。

口径大小是决定望远镜观测能力的主要因素之一。“LAMOST口径虽然达到了4到6米级，但它主要利用光谱巡天，而非星球成像观测。”邓李才说，因此，中国最大口径的光学天文望远镜只有2.4米。

相较之下，欧美早在20世纪初就已建成2米级口径望远镜，目前已经建成近20台10米级口径的光学望远镜，还有三台口径30米以上的巨型望远镜正在建设之中。

“差距不小，这是事实，但是大家也都在努力。”邓李才说。

天文学观测有赖于环境。地球大气会影响来自宇宙的信息，台址上空大气越薄稳定越好，还需要远离人造光源，夜空晴朗。而找到这样的地方，往往需要走向人迹罕至之处。

历时三年，邓李才团队靠双腿攀登考察，论证了青海冷湖赛什腾山作为下一代大型望远镜台址的可行性。

冷湖资料图 图源：采访对象

虽然冷湖的戈壁滩荒凉无垠，“风斧”常常裹挟飞沙穿行，但在赛什腾山顶，环境却宁静悠远，满足观星条件。2021年8月，关于在青海冷湖发现一流光学天文台址的论证发表于《自然》杂志，引发国际关注。

“凭借绝佳的观测环境，LAMOST计划搬迁至此，清华大学6.5米口径望远镜已签署建设协议，此外，还有6米级和8米级口径的光学望远镜也有望落地。”邓李才表示，未来一批望远镜计划落户冷湖，将为中国光学天文观测发展带来巨大契机，为人类仰望星空做出贡献。

邓李才期待着，那一天早日到来。

合作共享是天文学研究常态

中国参与多个项目解读宇宙故事

在浩渺的宇宙面前，地球如同一粒微小的尘埃，人类更加真切地成为了命运共同体。

正因如此，采访中，多位天文学家向记者表示，天文学的发展需要合作，共同努力才能找到宇宙的答案。其中，中国做出了积极努力。

为了发挥更大作用，2021年3月，“中国天眼”正式向全球科学界开放共享，将10%的观测时间共享给全球天文学家。

李菂曾在接受潮新闻记者面对面采访时表示，设备和成果共享是国际天文学界的常态，因为人类只有一个地球，“‘中国天眼’的开放说明我们的设备值得分享，我们欢迎全世界的科学家来用最好的设备，为全人类做最好的研究。”

除了“引进来”，中国也在积极“走出去”，参与了国际上多个大天文学设备建设。

三十米望远镜（TMT）是一台口径达到30米的光学红外天文观测望远镜，目前，美国、加拿大、日本、中国、印度正参与建设。

三十米望远镜（TMT）示意图 图源：TMT项目网站

“它的集光面积是当前主流10米级大望远镜的十倍，观测能力非常强大，科学目标直指宇宙起源、暗物质和暗能量以及发现人类宜居星球等。” 中国科学院国家天文台研究员、巡天观测和三十米望远镜研发部负责人、TMT国际天文台中方理事薛随建告诉潮新闻记者，中国作为建设单位之一投入了不少心力，假以时日建成之后，也将根据实际贡献享有观测份额。

此外，2021年7月，被称为“世界巨眼”的平方公里阵列射电望远镜（SKA)开建。这是一个超级大科学工程，台址分别位于澳大利亚、南非及南部非洲8国。

在概念诞生伊始，中国便积极参与其中。中国科学院上海天文台研究员郑倩介绍，此前建在中国新疆天山地区的21CMA阵列就是我国的SKA探路者阵列，为相关技术积累了宝贵经验。

目前，围绕SKA，中国还整合国内现有射电力量，逐步形成了多个科学团队，开展包括宇宙再电离探测和脉冲星搜寻等方向的研究。

“分享设施，共享成果，才能助力人类更好解读宇宙的故事。”天文学家苟利军认为。