【摘 要】
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2021年7月1日,人类历史上一项超级大科学工程——平方公里阵(Square Kilometre Array,SKA)射电望远镜正式开工建设.全面建成后,SKA有望成为全球迄今规模最大的一套科学设施.这是我国参加的首个从项目酝酿与发起、国际组织创建、基本规则制定,一直到项目管理和项目建设,均全程参与并扮演重要角色的国际大科学工程,也是我国继ITER(即“人造太阳”计划)之后参加的第二大国际大科学工程.
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2021年7月1日,人类历史上一项超级大科学工程——平方公里阵(Square Kilometre Array,SKA)射电望远镜正式开工建设.全面建成后,SKA有望成为全球迄今规模最大的一套科学设施.这是我国参加的首个从项目酝酿与发起、国际组织创建、基本规则制定,一直到项目管理和项目建设,均全程参与并扮演重要角色的国际大科学工程,也是我国继ITER(即“人造太阳”计划)之后参加的第二大国际大科学工程.
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浩瀚星空的舞台上众星云集,无时无刻不在上演着动人的序曲.形形色色的天体在宇宙自然规律的指挥下尽情地舞动着,以磅礴的生命力演绎着精彩而无憾的一生.rn在它们之中,总有那么几类非同一般的天体以自身独特的魅力傲立群雄,或是凭借令人难忘的样貌,或是凭借与众不同的特性,成为宇宙舞池里奇特又罕见的“明星”.正是这些特殊的稀有天体“点亮”了天文学家了解恒星演化、揭开银河系奥秘乃至探索宇宙起源道路上的一盏盏启明灯,有着无可替代的科学价值.
从暗物质的概念提出至今已经80多年了,但是我们对它的理解还是很模糊,甚至它的存在与否都无法确定.对暗物质性质的认识可以说是基本物理最大的奥秘,并可能引领超过标准模型外的新物理.rn解决该问题的难点主要是:在理论上,暗物质粒子可能覆盖的能量范围特别大,从低至10-22 eV/c2的、类似于波动的暗物质到GeV-TeV/c2具有粒子性的暗物质粒子,甚至到质量达到太阳质量或者成千上百倍太阳质量的原初黑洞,都有可能是暗物质来源.如此巨大的参数空间,使得实验的验证都非常困难.
在贵州省南部的群山之间,有一只巨大的眼睛正在默默凝视着浩瀚宇宙.它看到了脉冲星,看到了快速射电暴,还将去看更多的星体,去探索更深层的宇宙奥秘.它就是具有极高知名度的中国天眼(如图1所示).rn中国天眼,官方的称呼应该是500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,FAST).“天眼”,是大家对它的爱称,也是对它的期待.作为中国首次在射电这一重要天文频段建设的最先进的望远镜,天眼让中国天文学家终于有机会看到人类视野的最
创新引领发展.作为中国第一代空间X射线天文卫星,“慧眼-HXMT”(以下简称“慧眼”卫星),从设计到运行、从探测到获得重要成果,贯穿其中的创新将其铸造成为中国空间天文领域的一个传奇.rn卫星诞生源于新方法迭代创新rn“慧眼”卫星的官方全称是硬X射线调制望远镜,它的起源可以追溯到20世纪90年代,而该项目的提出则是源于更早时间“慧眼”项目前首席科学家李惕碚院士和吴枚研究员提出的直接解调方法.20世纪80年代,李惕碚和吴枚在分析欧洲天文卫星COS-B的观测数据时,发现传统的伽马射线成像分析方法存在缺陷,进而创
暗物质湮灭或衰变通常会产生等量的正、反粒子,在宇宙空间内的恒星、脉冲星、超新星遗迹、吸积中的黑洞等天体也可产生并加速这些粒子.这些粒子在星际中传播时会与星际介质发生碰撞,产生更多种类的次级粒子,再叠加到普通的宇宙线本底上.一般情况下,经上述过程后产生的能谱不同于宇宙线本底的能谱,因此通过高灵敏度的实验,科学家或许能够探测到这样的信号.
浩瀚宇宙,渺渺星空,无数的恒星和星云构成了我们眼中的宇宙.在空荡荡的星际空间,有许多肉眼不可见的微观高能粒子在以接近光速飞行.平均而言,这些粒子可以在银河系内飞行百万年,其中有极少部分粒子与地球不期而遇,成为地球上神秘的“天外来客”.
13年前,“光谱之王”LAMOST横空出世;6年前,暗物质粒子探测卫星“悟空”号划破苍穹;2021年,中国天眼FAST面向全球开放供不应求.未来,冷湖天文观测基地、空间站巡天望远镜将给我们带来更多的惊喜……rn在国家高速发展的时代背景下,中国天文迎来了历史最好的发展机遇.中国天文如何抓住机遇实现领跑?“悟空”号、“慧眼”号等飞向太空的望远镜将看到哪些精彩绝伦的景象?“留守”地球的LAMOST、FAST等又如何发挥光学、射电的“家族”优势实现突破?在与《前沿科学》的对话中,中国科学院院士、中国科学院国家天文
广袤宇宙,千姿百态的天体带给人们无限的遐想.自天文学家伽利略于1609年制作出第一台天文望远镜以来,望远镜就成为了天文学家认识宇宙最重要的工具.到了1776年,“恒星天文学之父”赫歇尔首次使用光学望远镜对恒星进行了巡天观测.rn进入20世纪后,技术的发展带来探测能力提升,让天文学家可以逐渐展开各个波段的巡天观测.可以说,正是通过天文学家们孜孜不倦的巡天普查,才使得人们能够系统地了解各类天体的分布和运动、物理化学性质以及它们的起源演化规律.
磁场是自然界中非常神秘的一种物质,它看不见摸不着,但正由于受到地球磁场的保护,人类和其他动物才得以生存和繁衍.rn地球是目前已知的太阳系内唯一有生命的行星.太阳作为距离我们最近的一颗恒星,在“控制”地球的同时,也在为地球提供源源不断的光和热,为地球生命提供能量.但是,太阳也有脾气暴躁的一面.特别是在高度依赖电子科技的今天,太阳上剧烈的爆发活动会直接影响到人类的生产生活.
20世纪90年代,第一颗太阳系外行星的发现掀开了一场系外行星探测的天文学革命.时至今日,人们已用多种方法发现了4000多颗系外行星(如图1所示),为理解行星系统的起源这个天体物理的基本问题提供了极其重要的观测依据,使其不再局限于太阳系这个“孤本”,也为探索地外生命迈出了重要的一步.