​多电磁波段观测--射电望远镜

多电磁波段观测--射电望远镜

可见光作为电磁波的一部分，是人们观测天体最早使用的电磁波窗口。但是，天体的辐射同样体现在电磁波的其他波段，包括X 射线、伽马射线、紫外线、红外线以及射电波段。射电望远镜用于接收来自于遥远天体发出的射电信息。

座落在上海天马山附近的口径为65 米的天马望远镜是亚洲最大的可转动射电望远镜，如图4 所示。整架望远镜总重达2700 吨，运转在直径50 米的钢制轨道上，而轨道的沉降误差严格控制在0.5 毫米内。在计算机的控制下，天马望远镜的碟形天线可以同时在俯仰和水平两个方向上缓慢转动，从而跟踪天体进行连续观测。天马望远镜也采用了主动光学技术的类似技术，在反射面板下安装了数以千计的触动器。无论望远镜转向任何方向，金属反射面都会在计算机的控制下保持一个完美的反射面，从而保证最佳的观测效果。与之相比，位于贵州省的中国天眼FAST 则更为巨大。这些巨大的射电望远镜接收来自遥远天体的无线电波，成为科学家们探索宇宙的另一个重要手段。

图4 口径为65 米的天马望远镜

射电望远镜不仅可以单独一台进行观测，在高精度原子钟以及高速互联网的支持下还可以通过组网的方式进行联合观测。现在，上海、北京、云南、新疆的多台射电望远镜和位于上海天文台的数据处理中心，组成了我国的甚长基线干涉测量网。这个观测网的观测分辨率相当于一台口径达到3000千米的大型射电望远镜。甚长基线干涉测量技术不仅在天文学研究上发挥了重要的作用，还服务于我国嫦娥探月工程和未来的深空探测项目之中。

除了射电望远镜之外，天文学家们还开发出针对X 射线、伽马射线、红外线和紫外线等波段进行观测的天文望远镜。但是由于大气层对于这些电磁波段有比较强的阻碍作用，因此这些望远镜通常会被发射到太空之中，帮助科学家们在太空中进行观测和研究。例如，2017 年6 月15 日，中国第一个空间天文卫星——“慧眼”硬X射线调制望远镜(图5)发射成功并开展科学观测；以中国科学院国家天文台科研人员为首的科学家们提出的爱因斯坦探针卫星项目(Einstein Probe；EP)也即将在X射线波段的观测上大放异彩。

图5 “慧眼”硬X射线调制望远镜的艺术想象图(图片来源于网络)

参考内容源于“中国物理学会期刊网”公众号