向银心远眺:SKA先导望远镜MeerKAT在南非揭幕

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2018年7月13日,南非,平方公里射电阵列SKA的先导望远镜任务之一的MeerKAT由南非副总统David Mabuza正式揭幕。

经过整整十年的设计和施工,MeerKAT已经开始了它的科学运行。MeerKAT是卡鲁阵列望远镜(Karoo Array Telescope, KAT)的升级版,包含了64个射电接收器,由南非射电天文台(SARAO)建造和运行。

在揭幕仪式上,科研人员还展示了一幅由MeerKAT观测到的银河系中心超大质量黑洞附近区域的壮丽的全景图像。

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图一:这幅MeerKAT的图像展示了银河系中心附近一些以前未被观测到的细节,以及一些已知的超新星遗迹、恒星形成区域和射电信号丝状区域的更清晰视角。

坐落于卡鲁地区的MeerKAT是SKA的先导任务之一,它最终将归入SKA的中频阵列的大约200个射电接收器当中,成为世界顶尖的射电观测台并在可预见的未来内为我们提供大量科学产出。

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图二:SKA阵列概念图。

“MeerKAT标志着一个篇章的结束,也领衔着一个新篇章的开启,”SKA的总主管Phil Diamond教授在典礼致辞中说道,“南非和南非人民都应为此感到骄傲:这是这个国家的一个了不起的里程碑,它将创造历史。现在这里的科研事业将正式扬帆起航,你们将会收获辛勤付出的成果。”

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图三:2014年还在建造中的MeerKAT。

MeerKAT的64个接收天线能够提供2000种不同的接收组合,远超过世界上其他同类设施,可以绘制出宇宙射电波段的高置信度图像。例如在揭幕典礼上的这幅图像就观测到了银河系中心区域迄今为止最清晰的图像。

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图四:2016年已初步成型的MeerKAT阵列。

“我们希望能够展现这个新设备的科研能力,”南非射电天文台首席科学家Fernando Camilo这样说道,“显而易见,银河系的中央是我们的目标之一:它具有独特的结构、令人震撼的图像、并且充满了未解之谜,但也很难获取射电波段的图像。尽管现在只是MeerKAT运行的早期阶段,运行过程中还有很多细节需要完善,但我们还是决定先对这部分区域进行观测,目前的结果也很令人满意。”

银河系的中心距离地球25000光年,其间充满了由气体和尘埃组成的云,这也使得在地球上很难利用光学望远镜对这个区域进行观测,不过射电信号是可以穿过这些尘埃的。

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图五:由哈勃望远镜拍摄的银河系中心区域的红外波段图像。

图片来源:Hubble: NASA, ESA, and Q.D. Wang (University of Massachusetts, Amherst); Spitzer: NASA, Jet Propulsion Laboratory, and S. Stolovy (Spitzer Science Center/Caltech)

在银河系中央黑洞周围的丝状纤维结构是在银河系中独一无二的,尽管早在上世纪80年代位于新墨西哥的甚大射电阵列VLA就已经观测到了这些狭长的磁化纤维结构,但它们的起源仍然是个谜。

“这次展出的图像是十分出色的,”来自伊利诺伊州西北大学的Farhad Yusef-Zadeh这样说道,他是一名研究这些丝状结构的科学家,“MeerKAT观测到的图像有着很高的清晰度,这使我们看到了许多前所未见的细节特征,包括与丝状结构相伴的一些致密源,这些都对于解开这个存在了三十年的谜团有帮助。”

参考文献:

1. https://www.skatelescope.org/news/ska-precursor-telescope-meerkat-inaugurated-south-africa

2. http://www.ska.ac.za/science-engineering/meerkat/about-meerkat/

3. https://en.wikipedia.org/wiki/Square_Kilometre_Array

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编译:刘滨阳

校对:王晴

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Meerkat——居住在南非沙漠中的狐獴

图片来源:Charles J Sharp - Own work, from Sharp Photography, sharpphotography

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