據(jù)新華社消息，由我國自主研發(fā)建造的世界最大單口徑、最高靈敏度射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）于9月25日全面竣工并投入使用。
據(jù)了解，這臺位于貴州省黔南州山區(qū)的射電望遠(yuǎn)鏡由4450塊三角形接收面板拼裝而成，口徑達(dá)到500米，總面接收積有30個(gè)足球場那么大。能接收137億光年以外的電磁信號，誤差不超過1毫米。是目前世界上單口徑最大的射電望遠(yuǎn)鏡。
作為專門探測地球以外天體發(fā)射的電磁波的專用設(shè)備，射電望遠(yuǎn)鏡對外太空和天文學(xué)的研究和發(fā)展一直發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因此，除了我國之外，世界上其他國家和地區(qū)也都建設(shè)了各式各樣的射電望遠(yuǎn)鏡或射電望遠(yuǎn)鏡的陣列。雷鋒網(wǎng)(搜索“雷鋒網(wǎng)”公眾號關(guān)注)在這里為大家作了一個(gè)盤點(diǎn)，看看外國那些著名的射電望遠(yuǎn)鏡究竟長什么樣。
美國 Arecibo 射電望遠(yuǎn)鏡
在中國FAST建成之前，世界最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡就是位于美國波多黎各阿雷西博天文臺的Arecibo射電望遠(yuǎn)鏡。該望遠(yuǎn)鏡的初建直徑達(dá)到305米，后擴(kuò)建為350米，由史丹佛國際研究中心、國家科學(xué)基金會與康奈爾大學(xué)共同管理。
Arecibo于1974年建成投入使用，當(dāng)時(shí)為了慶祝建造完成，工作人員用Arecibo向距離地球25,000光年的球狀星團(tuán)M13發(fā)送了一串電磁信號，后被稱為Arecibo信息。該信息包含了人類常用的10進(jìn)制數(shù)字、DNA結(jié)構(gòu)圖示、人類外形和太陽系組成等。
德國 Effelsberg 射電望遠(yuǎn)鏡
在美國 Arecibo 建成之前，于1972年8月正式建成投入使用的德國波恩 Effelsberg 射電望遠(yuǎn)鏡是當(dāng)時(shí)世界上最大的可轉(zhuǎn)動拋物面射電望遠(yuǎn)鏡。Effelsberg直徑達(dá)到100米，隸屬于麥克斯威爾·普朗克射電天文研究所，可觀測90厘米—3.5毫米的射電波輻射。
美國 Green Bank 射電望遠(yuǎn)鏡
位于美國弗吉尼亞州綠岸（Green Bank）鎮(zhèn)的Green Bank 射電望遠(yuǎn)鏡于2002年建成投入使用，隸屬于美國國家射電天文臺。據(jù)悉，Green Bank望遠(yuǎn)鏡的直徑也為100米，反射面積達(dá)到了9000多平方米，相當(dāng)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的美式足球場大小，同時(shí)精度可以分辨百萬分之一瓦特的電磁信號，相當(dāng)于一片雪花飄落到地面上釋放的能量。
值得一提的是，由于Green Bank望遠(yuǎn)鏡的存在，使得來到該鎮(zhèn)的天文愛好者和當(dāng)?shù)孛癖姴坏貌煌Ｓ檬謾C(jī)和其他無線設(shè)備，甚至包括微波爐在內(nèi)的電磁家電也被明令禁止。由此綠岸鎮(zhèn)也被稱為“美國最安靜的小鎮(zhèn)”。
法國 Nancay 射電望遠(yuǎn)鏡
Nancay 射電望遠(yuǎn)鏡位于法國首度巴黎近郊，于1964年正式建成，由戴高樂總統(tǒng)當(dāng)年親自奠基。與傳統(tǒng)球面弧形單口徑的射電望遠(yuǎn)鏡相比，Nancay的與眾不同之處在于，它由兩個(gè)相對而立的網(wǎng)狀連接金屬桿陣列構(gòu)成，其中一個(gè)陣列高200米，寬40米，另一個(gè)高300米，款35米，遇到極端天氣可以傾斜，射電波被兩個(gè)陣列接收并經(jīng)過干涉處理后將傳輸?shù)絻蓚€(gè)接收器中間的數(shù)據(jù)中心。
美國 VLA 陣列
位于美國新墨西哥州圣阿古斯丁平原上的甚大天線陣（Very Large Array，VLA）是世界上最大的綜合孔徑射電望遠(yuǎn)鏡陣列，由27臺25米口徑的接收器構(gòu)成。每個(gè)接收器重達(dá)230噸，高2124米，被架設(shè)在鐵軌上，可以根據(jù)不同接收任務(wù)排列成不同形狀。該接收陣列隸屬于美國國家射電天文臺，于1973年開始施工建設(shè)，1980年正式建成投入使用。VLA可以工作于6個(gè)不同波段，最高分辨率可以達(dá)到0.05角秒（即一度的六十分之一）。
天文學(xué)家們憑借VLA做出了一些列的重大發(fā)現(xiàn)，例如銀河系內(nèi)的微類星體、遙遠(yuǎn)星系周圍的愛因斯坦環(huán)、伽瑪射線暴的射電波段對應(yīng)體等等。
日本野邊山射電波觀測站
野邊山射電波觀測站位于日本長野縣南牧村，海拔1350米，是日本國家天文臺設(shè)在日本阿爾卑斯山脈的一個(gè)分支機(jī)構(gòu)。該觀測站具有三套設(shè)備：一臺45米口徑的毫米波單一天線射電望遠(yuǎn)鏡，由6座10米口徑射電望遠(yuǎn)鏡組成的毫米波觀測陣列，以及由84個(gè)小型接收天線組成的太陽光觀測陣列（圖示為84個(gè)小型接收天線）。
澳洲射電望遠(yuǎn)鏡陣列
澳洲新南威爾士納拉布里鎮(zhèn)西邊25公里，排列著澳大利亞保羅懷爾德天文臺的澳大利亞望遠(yuǎn)鏡致密陣列(Australia Telescope Compact Array，ATCA)。該陣列由6臺22米口徑的同型號射電接收器組成，每臺重達(dá)270噸。像美國VLA一樣，每臺接收器都被安裝在鐵軌上，可以根據(jù)需要排列成不同的角度和形狀。其中的五架接收器可以在長3公里的軌道上自由移動，而第六架位于3公長的主鐵軌的最西端。
除了獨(dú)立完成太空觀測任務(wù)之外，ATCA還能與澳洲帕克斯天文臺的64米口徑望遠(yuǎn)鏡，以及新南威爾士庫納巴拉班莫拉天文臺的單一22米口徑蝶形接收器協(xié)同工作，組成一個(gè)超長基線干涉的觀測陣列，其等效分辨率最高可以等同于一架口徑相當(dāng)于兩地之間距離的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡。
VLBA 和 EVN 射電觀測網(wǎng)絡(luò)
在上述單一口徑射電望遠(yuǎn)鏡和各種陣列之外，通過類似于澳洲ATCA采用的長基線干涉技術(shù)，美國和歐洲的天文工作者還分別組建了 VLBA 和 EVN 射電觀測網(wǎng)絡(luò)。
其中VLBA是指甚長基線陣列（Very Long Baseline Array，VLBA），由位于美國國家射電天文臺陣列操作中心遙控，分散在美國多個(gè)地區(qū)的10架射電望遠(yuǎn)鏡共同組成，這些25米口徑的觀測器被分散在美國夏威夷、加利福尼亞、亞利桑那和華盛頓特區(qū)等多個(gè)州，他們通過長基線干涉技術(shù)形成了一個(gè)最大長度可達(dá)8611公里的超大型觀測陣列。
VLBI是指超長極限干涉（Very Long Baseline Interferometry），EVN 是歐洲的 VNBI 網(wǎng)絡(luò)（European VLBI Network），也就是歐洲各國通過長基線干涉技術(shù)組成的一個(gè)射電觀測網(wǎng)絡(luò)，不過發(fā)展到現(xiàn)在該網(wǎng)絡(luò)的觀測成員已經(jīng)不單是歐洲，連美國的 VLBA 和我國的許多太空觀測站也加入了 EVN。
例如，隸屬于中國科學(xué)院的云南天文臺40米射電望遠(yuǎn)鏡于2009年6月加入了 EVN 聯(lián)合觀測網(wǎng)絡(luò)。并在隨后與德國Effelsberg 100米口徑射電望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了干涉試驗(yàn)，成功獲取了相關(guān)干涉波形。此外，同樣隸屬于中國科學(xué)院的上海佘山天文臺也曾與 EVN 聯(lián)合進(jìn)行過觀測試驗(yàn)。
總結(jié)
天文望遠(yuǎn)鏡的觀測口徑?jīng)Q定了其分辨率，越大的口徑就能夠獲得越多的可用數(shù)據(jù)，但單一口徑又無法做到無限大，當(dāng)前中國貴州的500米口徑FAST已經(jīng)是世界最大的了。在這種現(xiàn)實(shí)條件下，分布在各個(gè)國家和地區(qū)越來越多的觀測站已經(jīng)展開了頻繁的國際合作，他們利用長基線干涉技術(shù)連接不同地域的觀測點(diǎn)，形成了一個(gè)相當(dāng)于兩地之間距離的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，從而大大提升了射電波的觀測效果。因此，在太空探測和開發(fā)領(lǐng)域，除了建設(shè)好自己的基礎(chǔ)設(shè)施之外，敞開大門，大力開展跨地區(qū)的國際合作才是未來的發(fā)展趨勢。
