世界最大射電天文臺開建

SKA-Low天線陣列構想圖。圖片來源：DISR

經過30年的規劃和談判，世界上最大的射電天文臺——平方公里陣列(SKA)本周開始動工。這臺巨大的儀器將在澳大利亞和非洲建造，它將收集天體發出的無線電信號，并有望為天文學中一些最神秘的問題提供線索，如暗物質的本質和星系的形成方式。

人們最初設想的巨型望遠鏡由兩臺設備組成，一臺位于澳大利亞，另一臺位于南非，分別被稱為SKA-Low和SKA-Mid。天線之間的距離之遠，數量之多，意味著望遠鏡陣列將以前所未有的靈敏度接收無線電信號。SKA-Low將檢測50MHz-350MHz的頻率，而SKA-Mid將檢測350MHz-15.4GHz的頻率。

SKA將分階段建造，第一階段將耗費13億歐元并預計于2028年完工，另外還有7億歐元被指定用于未來十年望遠鏡的運行費用。最終SKA的目標是在南非和非洲伙伴國家擁有數千個天線，在澳大利亞擁有100萬個天線，總收集面積達1平方公里。

澳大利亞的SKA-Low

SKA-Low將由大約13.1萬根天線組成，每根天線都像兩米高的金屬絲圣誕樹。由256根天線組成的500多個陣列將點綴在基地的紅沙灘上，該基地已更名為默奇森射電天文臺。前四個陣列將于2024年開始收集數據，所有陣列將于2028年完成。

科學家也渴望天線開始收集數據。澳大利亞聯邦科學和工業研究組織空間和天文學主任道格Douglas Bock說：“SKA-Low的靈敏度將使我們能夠比迄今為止所做的任何事情都更詳細地觀察遙遠的宇宙。這特別令人興奮，因為我們對宇宙的前十億年知之甚少。”

“但最令人興奮的科學將是那些在設計望遠鏡時‘都不知道存在’的現象。”SKA-Low望遠鏡負責人Sarah Pearce說。

南非的SKA-Mid

周一，建造第一個巨型SKA-Mid天線的準備工作已經開始。這些天線將組成197根天線集合，在南非干旱的卡魯地區延伸約150公里。2024年將建成4座，2028年將增加更多。

南非的64個碟形MeerKAT望遠鏡已經在該站點，并將納入SKA-Mid。2022年初，一個國際團隊利用MeerKAT數據發布了迄今為止最詳細的銀河系中心圖像，以及從銀河系黑洞中發出的神秘射電線圖像。作為擴建項目的一部分，南非政府和德國馬克斯·普朗克學會將為該望遠鏡再增加20個碟形天線。MeerKAT將在2027年建設結束時并入SKA-Mid。

荷蘭射電天文研究所天文學家、MeetKAT的MHONGOOSE大型星系形成觀測計劃首席研究員Erwin de Blok說：“SKA將是科學向前邁出的一大步。SKA-Mid將幫助我們更詳細地研究附近的星系，并直接探測進入星系的氣體流和導致恒星形成的過程”。

然而，南非射電天文臺負責人Pontsho Maruping表示，SKA-Mid的建造將會干擾MeerKAT的觀測。射電望遠鏡對車輛和通信設備發出的無線電波特別敏感。我們將盡所能確保觀察不會被過度打斷。”她透露，MeerKAT將繼續觀測工作，直到2027年并入SKA-Mid。

據悉，總部位于英國的SKA政府間組織已批出了5億歐元的建筑招標，約70%的合同必須提供給成員國的工業界。該組織目前有八個正式成員，即澳大利亞、中國、意大利、荷蘭、葡萄牙、南非、瑞士和英國，法國計劃加入。