肖华2023-11-22 10:09

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什么是多信使天文学?

【摘要】从巡天之王郭守敬望远镜,到最大单口径射电望远镜天眼,再到即将发射上天的中国空间站巡天望远镜,我们为什么要建各种天文观测装置?这对于天文研究又有怎样的帮助?


天文望远镜一般是什么样的?是白色穹顶包裹着的巨大镜面,还是指向星空的一口大“锅”。实际上,它们都是天文学家研究宇宙使用的望远镜。但如果我们仔细观察,就会发现这些科技感满满的设备结构却各不相同,我们为什么要建这些不同的观测设备呢?

由于宇宙中其他天体距离我们非常遥远。想要研究这些天体,我们只能被动接收其发射的信息。最普遍的方法就是观测它们发出的光线。从1609年伽利略开始,天文望远镜就成了天文研究的重要工具。但人类肉眼能看到的光是有限的,宇宙中存在着产生各种波长电磁波的天体。因此,对于不同的天体,我们需要设计对应波段的观测设备,而且同一天体在不同波段的观测下也会有新的发现。

可见光、射电等辐射可以穿过地球大气层,这些波段的望远镜可以直接建在地面。但其他波段的电磁波无法穿透大气层,想要获得观测,就需要将设备发射到太空中。而随着科技的进步,人类正逐渐掌握对宇宙线、中微子、引力波等非电磁波信号的探测技术,天文研究正进入多信使天文学时代,天文观测也不再局限于传统的望远镜,而是进行多种信使观测相结合。

我国现代天文虽起步较晚,但近年来在设备和技术等方面都取得了重大进展。随着郭守敬望远镜、天眼、拉索等地面观测设备建成,“悟空”、“慧眼”、“夸父”等卫星的发射,我国的天文发展正逐步赶上世界的步伐。这是归功于国家对基础设施大力投入以及一代代天文人的共同奋斗。

未来,我国还将建成巡天望远镜、天眼阵列、eXTP卫星等望远镜,以及中微子、引力波等多信使观测天文台。到那时,我们能从这些设备的观测中,获得更多的科学发现;而未来人类发展所需的基本要素,或许就隐藏在这些宇宙奥秘之中。

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