國內(nèi)首個暗能量探測實驗設(shè)備發(fā)現(xiàn)快速射電暴

　　“天籟”：傾聽宇宙的聲音

　　“天籟”立新功！國內(nèi)首個暗能量探測實驗設(shè)備——“天籟實驗陣列”發(fā)現(xiàn)一例新的快速射電暴。該快速射電暴位于獵犬座方向，被探測到的時間為北京時間2022年4月15日凌晨1點26分40秒。這是天籟實驗陣列首次探測到快速射電暴事件，也是國內(nèi)首次使用合成波束技術(shù)探測到快速射電暴。

　　什么是暗能量和快速射電暴？人類為什么要尋覓它們的蹤跡？

　　“據(jù)天文學(xué)家研究，在廣袤宇宙中，人類已知的物質(zhì)大概只占5%，而其余25%被稱為暗物質(zhì)、70%被稱為暗能量。”天籟計劃首席科學(xué)家、中科院國家天文臺研究員陳學(xué)雷告訴記者，暗能量被假定為一種充溢空間的、增加宇宙膨脹速度的難以察覺的能量形式，探索其來源、成分，對于研究宇宙從哪里來、向何處去具有重要意義，這也是當(dāng)前全球科學(xué)家共同關(guān)注的重大問題。

　　“天籟實驗陣列”利用射電技術(shù)探測快速射電暴，就是解開暗能量謎團的一把鑰匙。

　　快速射電暴是宇宙中的一種射電波劇烈爆發(fā)的現(xiàn)象，一般“神龍見首不見尾”，閃現(xiàn)幾毫秒便再無蹤跡，因此很難識別和定位。“我們并不清楚究竟是何種原因?qū)е驴焖偕潆姳┑某霈F(xiàn)，一些理論認為是恒星碰撞或者是外星人發(fā)送的信息，目前學(xué)界更傾向于它可能與致密天體，比如脈沖星有關(guān)。”陳學(xué)雷表示。

　　為了尋覓捕捉“曇花一現(xiàn)”的快速射電暴，陳學(xué)雷和團隊成員們依托射電望遠鏡陣列，實現(xiàn)對紅移1處的21cm輻射大天區(qū)面積巡天。“它相當(dāng)于無線電波段的廣角望遠鏡，隨著地球的自轉(zhuǎn)可以把天空掃一遍，基本上可以測到北半球天空上的射電信號。”陳學(xué)雷向記者介紹，天籟計劃一共有兩套天線，其中一套是柱形天線，這套天線南北方向長，東西方向則短一些——像一個拋物線的形狀。另外一套天線是碟形天線，就是比較常見的鍋的樣子。

　　同為射電望遠鏡，“天籟實驗陣列”和中國天眼FAST有何不同？“天籟看得寬，天眼看得遠。”陳學(xué)雷說，F(xiàn)AST是世界上口徑最大的單天線天文望遠鏡，靈敏度達到世界第二大射電望遠鏡的2.5倍以上，它可以“盯”著某一塊天區(qū)看到很遠處。相比而言，天籟視野寬廣，“盯”的天區(qū)范圍更大，這也是其尋找快速射電暴的優(yōu)勢所在。因此，兩者可以相互補充，形成更完整的探測數(shù)據(jù)庫。

　　宇宙膨脹、暗物質(zhì)、暗能量……對于大多數(shù)人來說，這些天文學(xué)概念神秘而遙遠，與現(xiàn)實生活似乎“搭不上邊”。事實上，技術(shù)之間是共通的，“天籟實驗陣列”所運用的波束合成技術(shù)也可以用來探測地面目標(biāo)，和生活中的雷達功能較為類似。

　　“從更長遠看，前沿研究可能成為生產(chǎn)力。”陳學(xué)雷舉例，牛頓在17世紀(jì)就開始研究行星軌道、萬有引力，對當(dāng)時的社會來說，這無異于毫無用處的“天方夜譚”。但隨著時代的發(fā)展，他的研究成果被不斷應(yīng)用于實際生活，成為重要的生產(chǎn)力，甚至影響了人類社會發(fā)展的進程。

　　對于在天文領(lǐng)域深耕了二十多年的陳學(xué)雷來說，科學(xué)研究不能只著眼于解決當(dāng)下的問題，更應(yīng)面向未來。“當(dāng)前面臨的‘卡脖子’問題啟示我們，科學(xué)的基礎(chǔ)規(guī)律不能指望從別人那里拿來用，而要靠自己的研究形成完整的科學(xué)體系。”浩瀚宇宙中的每一個秘密，都是中國天文人傾盡全力追尋的目標(biāo)。

　　本報記者 沈東方