“千眼天珠”：觀天逐日的國之重器

2023年9月27日，我國空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測網(wǎng)標(biāo)志性設(shè)備之一——圓環(huán)陣太陽射電成像望遠(yuǎn)鏡正式建成。它是目前全球規(guī)模最大的綜合孔徑射電望遠(yuǎn)鏡。因?yàn)樗ㄔ诤０?820米的四川省甘孜州稻城縣，由313部直徑6米的拋物面天線構(gòu)成，且均勻分布在直徑為1公里的圓環(huán)上，所以被當(dāng)?shù)鼐用穹Q為“千眼天珠”。

監(jiān)測太陽，守衛(wèi)地球

在恒星中，太陽距離地球最近，它給居住在地球上的人類帶來光和熱，但一旦其猛烈活動，地球上的電網(wǎng)將會大面積損毀、衛(wèi)星雷達(dá)性能及導(dǎo)航精度都將受到影響。為了了解太陽對地球的影響到底有多大，人類對太陽以及傳播路徑進(jìn)行高質(zhì)量監(jiān)測，圓環(huán)陣由此應(yīng)運(yùn)而生。有了它，人類就能監(jiān)測太陽的各種爆發(fā)活動，甚至監(jiān)測太陽風(fēng)暴進(jìn)入行星際的過程，這對于研究太陽活動的規(guī)律以及預(yù)測太陽活動對地球的影響具有很大的作用。

朵朵“葵花”向太陽

圓環(huán)陣的每一個(gè)天線就像一雙眼睛，從太空中捕捉著太陽的射電信號。這些天線巧妙地組合在一起，形成了一個(gè)面積龐大的圓環(huán)狀陣列，其正中央矗立著一座高達(dá)100米的中心定標(biāo)塔。

當(dāng)清晨的太陽冉冉升起時(shí)，太陽的光芒照亮千眼天珠的每一根天線，圓環(huán)陣所有天線就立即開始工作——它們一起向中心定標(biāo)塔對焦校準(zhǔn)，捕捉著太陽的射電信號。這些信號再通過復(fù)雜的處理，轉(zhuǎn)化為一組組數(shù)據(jù)，我們就能知道太陽的能量及活動情況了。當(dāng)太陽高升后，它們?nèi)缤跋蛉湛币粯訉?zhǔn)太陽，跟隨著太陽轉(zhuǎn)動，并且對太陽進(jìn)行連續(xù)穩(wěn)定的高質(zhì)量監(jiān)測，這為科學(xué)家提供了更多關(guān)于太陽的信息。當(dāng)太陽落山后，圓環(huán)陣又開始進(jìn)行射電天文觀測，它的眼睛可觀測銀河系深處的脈沖星信號，這些信號通過處理可形成一幅幅清晰的脈沖星圖像。

與現(xiàn)實(shí)環(huán)境較勁

圓環(huán)陣的場地非常大，但它并非在平坦的平原上，其最高處跟最低處地勢相差有30米，如此大的落差導(dǎo)致了中心塔無法建在標(biāo)準(zhǔn)的中心位置。另外，因?yàn)閻毫拥拇箫L(fēng)天氣時(shí)有發(fā)生，所以中心塔不停晃動，這樣連接在圓環(huán)陣各個(gè)天線和中心塔之間的電纜線長短不一……經(jīng)過科技工作者們的不斷調(diào)試，目前圓環(huán)陣每天能夠監(jiān)測太陽達(dá)8個(gè)小時(shí)，視角能觀測到10個(gè)太陽半徑的連續(xù)穩(wěn)定射電成像與頻譜觀測能力。

當(dāng)然，這只是開始階段。如果圓環(huán)陣與隱世于貴州大山里的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡——“中國天眼”等國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施開展聯(lián)合觀測，又會發(fā)生什么呢？讓我們拭目以待。