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参加“多波束射电接收时代的天体物理”会议的总结

已有 4555 次阅读 2009-9-28 16:23 |个人分类:总结|系统分类:观点评述| 测距, 射电天文, 接收机


参加“多波束射电接收时代的天体物理”会议的总结
钱磊
我于2009年9月21日至2009年9月24日在南京参加了紫金山天文台主办的“多波束射电接收机时代的天体物理”讨论会。会议的报告涵盖了和射电望远镜以及射电天文观测相关的诸多方面,信息量比较大。我作为参会者有一定的收获。
现代天体物理在很多时候追求的是更大天区、更远距离,同时更高分辨率的巡天。这就产生了一个问题:如果假定每次指向观测所需时间不变,则由于同时的更大天区和更高分辨率的要求,使得完成一次巡天所需的时间变得不可接受。在不增加望远镜口径和数量的前提下,一个可能的解决办法就是使用多波束接收机。关于多波束接收机可以类比光学天文里的多目标观测技术(测光有最早的照相术,光谱有无缝光谱技术,以及近年来发展起来的多光纤光谱技术)【有感于史生才研究员报告】。不过射电的多波束技术和光学的多目标技术有一些根本的差别。在光学波段,光的波长远小于光纤间的距离,因此到达每根光纤的光子相互独立,互不干扰。因此在光学的多光纤技术中不需要考虑光纤之间的光干涉。而在射电波段,电磁波的波长和馈源的尺寸相当,波动效应明显,不同馈源之间有相互影响,因此需要考虑如何减少馈源的旁瓣对其它馈源的影响。相比光学的多目标技术,对于传统的馈源,射电的多波束的波束数目还不是很多。而对于现在处于初级阶段的焦平面馈源阵,有可能突破这种限制。【史生才研究员报告中提到的一种用于亚毫米波的焦平面馈源阵看起来十分像光学的电荷耦合元件(CCD),虽然像元数少很多。】

紫金山天文台德令哈观测站的13.7米亚毫米波望远镜在近年来进行了很多大质量恒星形成区的谱线观测。虽然口径不及世界上其它的大口径望远镜,但是德令哈望远镜近年来一直在进行技术革新,其性能在不断提升。边带分离技术使得同时观测上、下两个边带,一共三条谱线称为可能。由于不同的谱线产生于恒星形成区不同密度的区域,因此同时观测三条谱线相当于对恒星形成区进行了分层观测。这不仅提高了观测效率,而且对于恒星形成区的研究有重要意义。另外,工作人员在今年夏天对德令哈望远镜面板进行了调整,使得对于频率较低的毫米波波段,面板效率达到了60%。这是通过对面板进行照相测量,然后人工进行调整完成的。照相测量刚好十分适用于德令哈望远镜,因为照相测量的精度正好和望远镜的面板精度相等。13.7米望远镜正在进行的另外一项改进是3×3的9波束接收机的研制。研制已经接近完成,我们在紫金山天文台的实验室中已经看到了实物。虽然9波束相比于国外一些望远镜的5×5接收机的25波束少了不少,但是考虑到之前提到的同时观测3条谱线,13.7米望远镜的效率并不低。

在9波束接收机完成之后,德令哈望远镜计划进行银道面巡天,这可以极大推进大质量恒星形成的研究。杨戟台长提到,FAST在L波段的分辨率大约是3角分,和德令哈望远镜银道面巡天的分辨率相当。如果FAST也进行银道面中性氢巡天,则将FAST巡天和德令哈望远镜巡天的数据结合进行研究是十分有意义的。我觉得这个建议很好,需要好好考虑。

其它报告中我觉得最有意义要算是“VLBI测量脉冲星距离”了。一直以来,很多脉冲星的距离都是通过测量色散量,结合银河系的电子密度分布模型估算出来的,误差很大。可以进行三角视差测量的都是最靠近地球的几颗脉冲星。三角视差测距的限制在于角分辨率不够。而VLBI相位参考技术可以极大提高角分辨率,从而使测量千秒差距之外脉冲星的距离成为可能。虽然报告人对测量误差的处理有些问题,但这不能否定这种测量的重要意义。

除了知识上的收获,参加这次会议,我还有思想上的收获。德令哈的13.7米望远镜这几年来的技术改进让我联想起了国家天文台兴隆观测站BATC的施密特望远镜。按照我导师的说法,这个望远镜原来是一个效率很低,没人愿意用的望远镜。陈建生老师接手这个望远镜后,对望远镜进行了不断改进,很大地提高了望远镜的效率,在参加BATC巡天计划之后,这个望远镜有了很多恒星方面的科学成果。这次会议让我感觉到,德令哈望远镜有可能成为和兴隆的施密特望远镜类似的一个例子。一个望远镜也许是不够好的,与国外的望远镜相比可能更让人失望,但是人是有主观能动性的,只要努力实干,不断改进,一个普通的望远镜也能成为一个有力的不可替代的工具。

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