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)的射電望遠鏡由4450塊三角形接收面板拼裝而成，口徑達到500米，總面接收積有30個足球場那么大。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鏡。
作為專門探測地球以外天體發(fā)射的電磁波的專用設備，射電望遠鏡對外太空和天文學的研究和發(fā)展一直發(fā)揮著至關重要的作用。因此，除了我國之外，世界上其他國家和地區(qū)也都建設了各式各樣的射電望遠鏡或射電望遠鏡的陣列。雷鋒網(wǎng)(搜索“雷鋒網(wǎng)”公眾號關注)在這里為大家作了一個盤點，看看外國那些著名的射電望遠鏡究竟長什么樣。
美國 Arecibo 射電望遠鏡
在中國FAST建成之前，世界最大的單口徑射電望遠鏡就是位于美國波多黎各阿雷西博天文臺的Arecibo射電望遠鏡。該望遠鏡的初建直徑達到305米，后擴建為350米，由史丹佛國際研究中心、國家科學基金會與康奈爾大學共同管理。
Arecibo于1974年建成投入使用，當時為了慶祝建造完成，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進制數(shù)字、DNA結構圖示、人類外形和太陽系組成等。
德國 Effelsberg 射電望遠鏡
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 射電望遠鏡是當時世界上最大的可轉動拋物面射電望遠鏡。Effelsberg直徑達到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 射電望遠鏡
位于美國弗吉尼亞州綠岸（Green Bank）鎮(zhèn)的Green Bank 射電望遠鏡于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望遠鏡的直徑也為100米，反射面積達到了9000多平方米，相當于一個標準的美式足球場大小，同時精度可以分辨百萬分之一瓦特的電磁信號，相當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望遠鏡的存在，使得來到該鎮(zhèn)的天文愛好者和當?shù)孛癖姴坏貌煌Ｓ檬謾C和其他無線設備，甚至包括微波爐在內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 射電望遠鏡
Nancay 射電望遠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)當年親自奠基。與傳統(tǒng)球面弧形單口徑的射電望遠鏡相比，Nancay的與眾不同之處在于，它由兩個相對而立的網(wǎng)狀連接金屬桿陣列構成，其中一個陣列高200米，寬40米，另一個高300米，款35米，遇到極端天氣可以傾斜，射電波被兩個陣列接收并經(jīng)過干涉處理后將傳輸?shù)絻蓚€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鏡陣列，由27臺25米口徑的接收器構成。每個接收器重達230噸，高2124米，被架設在鐵軌上，可以根據(jù)不同接收任務排列成不同形狀。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，1980年正式建成投入使用。VLA可以工作于6個不同波段，最高分辨率可以達到0.05角秒（即一度的六十分之一）。
天文學家們憑借VLA做出了一些列的重大發(fā)現(xiàn)，例如銀河系內的微類星體、遙遠星系周圍的愛因斯坦環(huán)、伽瑪射線暴的射電波段對應體等等。
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在日本阿爾卑斯山脈的一個分支機構。該觀測站具有三套設備：一臺45米口徑的毫米波單一天線射電望遠鏡，由6座10米口徑射電望遠鏡組成的毫米波觀測陣列，以及由84個小型接收天線組成的太陽光觀測陣列（圖示為84個小型接收天線）。
澳洲射電望遠鏡陣列
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。
除了獨立完成太空觀測任務之外，ATCA還能與澳洲帕克斯天文臺的64米口徑望遠鏡，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于兩地之間距離的單口徑射電望遠鏡。
VLBA 和 EVN 射電觀測網(wǎng)絡
在上述單一口徑射電望遠鏡和各種陣列之外，通過類似于澳洲ATCA采用的長基線干涉技術，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。
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，分散在美國多個地區(qū)的10架射電望遠鏡共同組成，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)等多個州，他們通過長基線干涉技術形成了一個最大長度可達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（European VLBI Network），也就是歐洲各國通過長基線干涉技術組成的一個射電觀測網(wǎng)絡，不過發(fā)展到現(xiàn)在該網(wǎng)絡的觀測成員已經(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，隸屬于中國科學院的云南天文臺40米射電望遠鏡于2009年6月加入了 EVN 聯(lián)合觀測網(wǎng)絡。并在隨后與德國Effelsberg 100米口徑射電望遠鏡進行了干涉試驗，成功獲取了相關干涉波形。此外，同樣隸屬于中國科學院的上海佘山天文臺也曾與 EVN 聯(lián)合進行過觀測試驗。
總結
天文望遠鏡的觀測口徑?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)實條件下，分布在各個國家和地區(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連接不同地域的觀測點，形成了一個相當于兩地之間距離的單口徑射電望遠鏡，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)領域，除了建設好自己的基礎設施之外，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。
