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中国天眼系统将建扩展阵 迈出探索地外生命步伐

本文摘要:据科技日报8月1日报导,“中国天眼”要迈进探寻地外生命的步伐了。 科学家指出,宜居的星球除了应该有水、适合的温度和大气外,还有一个必要条件——磁场。 作为世界上仅次于的单口径射电望远镜, 500米口径球面射电望远镜(FAST)将瞄准太阳系外的太空,在距离地球大约100光年的范围内找寻与地球一样享有磁场的行星,助力找寻地外生命。近期,中法等国天文学家在《天文学及天体物理》杂志上公开发表了这一观测计划。 从零到一: 找寻首颗系外“磁行星” 磁场对于生命来说至关重要。

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据科技日报8月1日报导,“中国天眼”要迈进探寻地外生命的步伐了。  科学家指出,宜居的星球除了应该有水、适合的温度和大气外,还有一个必要条件——磁场。

  作为世界上仅次于的单口径射电望远镜, 500米口径球面射电望远镜(FAST)将瞄准太阳系外的太空,在距离地球大约100光年的范围内找寻与地球一样享有磁场的行星,助力找寻地外生命。近期,中法等国天文学家在《天文学及天体物理》杂志上公开发表了这一观测计划。  从零到一: 找寻首颗系外“磁行星”  磁场对于生命来说至关重要。

  “地球磁场牢牢地逃跑地球表面的大气,防止其被太阳风刮起回头,阻隔了绝大多数反感的宇宙射线,可维护生命不不受射线的损害。”中国科学院国家天文台研究员、FAST首席科学家李菂在拒绝接受科技日报记者专访时回应。  太阳风就是指太阳上层大气射向的超声速等离子体带电粒子流,当这种等离子体流抵达地球附近时,大部分流体不会被地球磁场阻碍,跨过地球之后向太阳系外围行进。

其余的一小部分则随着地球磁场线转入两极,并与空气撞击,构成绚丽多彩的极光,而非必要照射动植物体身上。  那么,地球磁场是如何构成的?  “地球内部的高温造成物质融化,大量电离物质尤其是液态的铁金属,随着地球角速度长年正处于运动之中,使地球构成了一个强度较平稳、具备南北磁极的磁场。”李菂告诉他记者,目前关于地球磁场的细节问题也是学界研究的热点之一,如经常出现磁场翻转、磁极加快移动等。

  在太阳系的八大行星中,除了地球,还有5颗享有行星尺度的磁场,分别是水星、木星、土星、天王星和海王星,这些行星磁场的构成机制与地球大致相同。而对于太阳系外的空间,目前学界仍未确实观测到过享有磁场的行星,但天文学家们早已找到了一些享有磁场的褐矮星。褐矮星又被称作“告终的太阳”,因为它们相比于行星来讲过于大了,最重的褐矮星质量也有十几倍的木星大小;而相对于在核内再次发生氢核聚变的恒星来说又较小。

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2018年,研究人员找到了一颗质量介于行星和褐矮星之间的天体(SIMP),磁场比木星还要强劲200倍左右。  “这让我们有理由坚信,太阳系外也不会不存在很多有磁场的行星,FAST即将做到的,就是突破这个零。”李菂说道。

  提高“视力”: 拓展阵助分辨率提高百倍  在星际的极大尺度中,磁场的观测总有一天是个很难的问题。  对于太阳系内的行星结构、物理现象、甚至磁场,我们可使用升空探测器等方式必要观测。但系外行星对于空间探测器来说,遥不可及。

不能通过地球上或附近的空间望远镜等设备接管信号,测量恒星的方位和速度否变化来推断其周围否不存在行星;后来更进一步发展利用“掩星”或引力透镜的现象展开观测,而上述常规的观测方式均与行星内部的磁场相关度不低。  近20年来,一部分天文学家开始瞄准射电信号,以期观测行星的磁场。

为何不会中选在射电波段呢?  “如果行星有磁场,那么在主恒星星风的起到下,之后不会产生电磁辐射。特别是在射电这一频率跨度很长的波段。

”李菂回应。再者,对于地面的射电望远镜而言,大气层是“半透明”的,即宇宙中的射电信号能量较低、波长宽,穿越大气层时容易衍射,需要保有更为原始的信息被地面望远镜这双“眼睛”接管。

以木星为代表的大行星电磁辐射就再次发生在射电波段,这也灵感人们在找寻其他某种程度具备磁场的行星时重点注目射电信号。  “FAST仅次于的优势在于接管射电信号的总面积相当大,灵敏度低。

”在李菂显然,FAST单位接管面积的性价比也很高。虽然世界上不存在综合性能更加强劲的射电望远镜,如某些阵列式望远镜,又如8台望远镜包含、观测首张黑洞照片的“事件视界望远镜”等,这些望远镜虽然分辨率更高,也能做到很多FAST目前无法已完成的观测内容,但由于每个阵列单元都要有独立国家的接管设备和传输、处置信号装置,因此成本将不会指数级快速增长。FAST耗资只有12亿人民币,而由66个望远镜单元构成的ALMA射电望远镜的耗资为10亿英镑,折算成人民币大约92亿元。

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  “FAST早已将灵敏度充分发挥到了淋漓尽致,但由于口径的容许,观测系由外行星时的分辨率还约将近理想拒绝。我们期望需要建设FAST拓展阵,将空间分辨率提高10—100倍。”李菂透漏,目前计划使用5米口径的天线和简陋接管单元,在现有的“球面”周围铺设成密集网,将原本300米有效地基线不断扩大至几十公里。为了节省成本,,拓展阵的每个单元不设置数字信号处理装置,而是利用光纤将接管到的电信号必要传输到在FAST的总处理器上。

如此一来,“天眼”对于弱点源的号召性能将不会大幅度提高,“视力”进一步提高。  关上新窗: 或转变对地外生命现有理解  FAST一旦接管到第一颗系由外行星的射电信号,将意味著关上系外宜居行星探寻的新窗口。


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