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中国科学家:提速与南非合作,推动SKA望远镜获得更丰硕成果

在中国与南非不断深化经贸合作的同时,中国科学家呼吁,进一步推动双方在SKA射电望远镜项目上的合作,以使两国在这一举世瞩目的大科学项目中获取更丰硕的科学成果,实现共赢。

SKA望远镜全称“平方公里阵列”,由2500面直径15米的碟形天线以及250组低频和中频孔径阵列组成,因接收总面积约“1平方公里”而得名。SKA的台址位于澳大利亚、南非及南部非洲八个国家的无线电宁静区域。

“SKA是迄今为止国际天文学领域最庞大和最先进的设备,将承载射电天文学未来50年的发展命脉,促进大科学研究的国际化进程。”中国SKA首席科学家、中国科学院院士武向平说。

作为SKA主要成员国,中国不仅主导了15米口径碟形天线的设计和研制,同时也在围绕SKA的科学目标积极布局。

经各国科学家凝练,SKA射电望远镜一共形成五大科学目标,分别是:探测宇宙黎明和黑暗时期;研究星系演化、宇宙学与暗能量;验证宇宙中有没有其他生命,寻找地外文明;利用脉冲星和黑洞检验强引力场;研究宇宙磁场的起源和演化。

据武向平介绍,中国SKA科学团队已经围绕这些科学目标成立了11个科学研究课题组,不仅要联合国内高校和各研究院所,还将广泛开展深入和实质性的国际合作,特别是与SKA两个主要台址国探索建立伙伴关系。

“我们与澳大利亚的合作十分密切,双方已经合办了多次联合学术研讨会和四期暑期学校。但是,我们与南非的交流才刚刚起步。接下来,我们要尽快提速与南非的合作。”武向平说。

“我有一个博士后已经在南非工作了两年,她主要研究中性氢在宇宙中的分布。中性氢是宇宙大爆炸之后形成的第一种元素,也是宇宙中最丰富的元素,它可以带我们回溯到宇宙的原初,也可以描绘宇宙大尺度结构。对中性氢的研究可以成为双方的一个合作点,今后我们还要开辟更多的合作方向。”武向平说。

据他介绍,今年将组织中国SKA科学团队和上海天文台的合作者前往南非考察交流,促进双方确立共同的科学研究领域。

SKA国际董事会科学董事、FAST工程副经理彭勃研究员则指出,中南双方已就中国500米口径球面射电望远镜(FAST)与南非MeerKAT射电望远镜阵列进行联合观测达成了合作意向,并建立了初期工作组,这将进一步促进两者之间的协同观测和数据互补。

MeerKAT射电望远镜阵列作为SKA的先导项目,包含64个碟形望远镜,未来会被纳入SKA一期中。SKA的建设将分为两个阶段,其中,SKA一期预计从2020年开始建设,将由位于南非的约133面碟形天线和位于澳大利亚的13万个对数周期天线组成的低频孔径阵列构成。

“MeerKAT望远镜分辨率更高,而FAST望远镜灵敏度更好。打个比方来说,如果要观测远方的一片森林,MeerKAT不仅能看到其中一棵棵树,甚至可能看到一片片叶子,而FAST虽然看不清每棵树和每片叶子,但可以看到它们更暗弱的成分。如果两者的观测结合起来,就可以把这片森林描绘得更完整更清晰,也就能获得更精确的科学成果。”彭勃说。

“过去两年多来,中国、南非射电天文团队开了7次双边会,大家从陌路成为朋友。研究人员交流是科技合作的基石。”他说。

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