“鹊桥”又有新动作 三根天线探秘宇宙黑暗时代

　　自顺遂着陆月球不和以来，嫦娥四号着陆器和玉兔二号月球车的一举一动都备受存眷。究竟上，我们能得知它们的动态，多亏“鹊桥”号中继星架起的通讯桥梁。

　　在提供通讯中继处事的同时，“鹊桥”号中继星还负担着多项科学与技能尝试使命。日前，嫦娥四号使命工程团队对“鹊桥”号中继星上所搭载的中-荷低频射电探测仪（NCLE）载荷实验了载荷三根天线睁开事变。

　　“此次天线的睁开符号着NCLE载荷正式进入科学探测阶段，且成为今朝间隔地球最远、可恒久事变的空间射电天文台。”认真率领NCLE中方团队的中科院国度天文台研究员平劲松在接管科技日报记者采访时说道。

　　“凝听”宇宙深处的声音

　　传回的图片表现，在差异角度竖起三根天线的“鹊桥”号似乎变身成“天线宝宝”，竖起了“耳朵”。可别小瞧这三根天线，它们将“凝听”来自宇宙深处的声音，辅佐科学家破解宇宙暗中期间的一些谜团。

　　宇宙大爆炸后，温度很是高，密度也很是大，险些随处在发光。紧接着，宇宙进入了一个不发光的时期，即暗中期间。这一时期，宇宙中充斥着大量的中性氢，发光的第一代恒星还没有形成。

　　为了探寻暗中期间的“遗迹”，天文学家一向都在探求原始的中性氢气中，电子自发反转自旋偏向时发出的信号。这些信号在降生之初原来是波长较短的射电波，但在130亿年的漫长观光中，宇宙的膨胀效应使它们酿成了波长很长的低频波。

　　“想要探测到这一低频波信号，必要在很是‘宁静’的电磁情形中去‘谛听’，月球不和及其上空正好是一个抱负场合。”平劲松暗示，中荷两方科学家都但愿，跟着NCLE载荷的正常运转，我们可以更多地相识关于宇宙暗中期间的未知信息。

　　科学家不只但愿找到来自暗中期间的低频射电信号，还急切想知道，宇宙大爆炸之后，这些信号在宇宙中的漫衍环境，好比是否是匀称漫衍。不少专家以为，其漫衍状态很也许是不匀称的，假如能找到漫衍不匀称性的证据，将是一个重要发明。

　　“虽然，想要证明其不均性，仅仅靠NCLE载荷难以实现，必要成百上千的相同天线构成阵列才有也许做到，这也是将来全力的偏向。在将来宇宙学规模的低频射电探测偏向上，NCLE更多的是饰演探路者的脚色。”平劲松说道。

　　问路系生手星射电探测

　　行星射电发作的探测和研究，是天文学和地球物理学的一个交错规模。行星射电发作并不迢遥，究竟上，在极光产生地区的上空，还存在地球射电发作征象。

　　不可是地球，太阳系内五颗行星都有相同的射电发作。这些行星辐射的千米波电磁波，频率范畴漫衍在100千赫兹到1200千赫兹之间，发作时长从几秒到几分钟、几异常钟不等。

　　尽量行星射电发作的征象常见，但关于它们的辐射机制却没有定论。平劲松先容，对太阳系行星射电发作举办监督监测是NCLE的重要使命之一。对地球、木星射电发作睁开恒久体系研究，有助于进一步显现这些发作辐射的极光功率和太阳风动力学功率之间的关联。

　　另外，研究地球和木星射电发作的射电天文学家们揣摩，既然地球和木星在射电波段是云云的刺眼，是不是可以操作已知的行星射电辐射常识，在光学以外的其他波段来探测系生手星？

　　然而，想探测诸如木星巨细的系生手星的射电辐射，必要探测器拥有强盛的探测手段。当前的射电望远久魅阵列只能探测到间隔我们一光年的类木星射电发作强度的信号。这远小于地球与离太阳系最近的比邻星之间的间隔。

　　因此，想探测更远的系生手星，其磁场必需能发生更强的射电信号，譬喻比木星体积大10到100倍的类木行星，其信号才有也许被探测到。其它，只要恒星的磁场强度足够强，这个恒星体系就能发生比木星亮一百万倍的射电发作。

　　迄今为止，行使低频射电望远镜探求来自系生手星的第一束射电波的实行还没有乐成。平劲松以为，NCLE对木星和地球的射电发作探测，将为后续探测要领的优化、探测手段的晋升，提供新的线索和途径。

　　天地共同睁开协同视察

　　固然是今朝间隔地球最远的空间射电天文台，可NCLE并不孤傲。它将与地面和空间的其他射电视察办法举办协同视察，睁开多信使的天文学研究。

　　什么是多信使天文学研究？平劲松以太阳射电发作为例说道，太阳发出的电磁波辐射凡是包围了较量宽的频带，从毫米波一向到千米波。就整个辐射进程而言，不只必要探测高频波段，地面探测不到的低频部门也必要空间办法举办探测。多个办法的连系视察，有利于实现对统一变乱的完备视察。

　　另外，有些频点，天上和地面的办法都能视察到。一样平常而言，地面上的办法，标定更为精准，通过其视察功效可以对天文变乱举办反演。对统一时点地面和空间视察的功效举办比对，可以对空间装备举办校准和定标，这也是另一个层面的协同。

　　详细而言，NCLE载荷怎样与其他视察办法睁开协同呢？平劲松先容，在空间，NCLE载荷与嫦娥四号着陆器搭载的低频射电频谱仪，组成了月球外貌和空间的一对可以独立和协同事变的射电天文台。这两者的协同在项目提出时就已经布置和筹划了。

　　在地面上，NCLE将和位于荷兰的LOFAR低频射电天文阵列、中科院国度天文台明安图天文基地、中科院云南天文台的太阳射电望远镜，以及位于山东省威海市的山大威海分校的太阳射电槎山视察站一路共同月球的两个空间天文台开展协同视察。

　　协同方法包罗同时在调频（HF）、甚高频（VHF）和特高频（UFH）等频带开展太阳射电发作的频谱征采监测；在HF频带针对预期的木星射电发作开展同步探测；择机开展地月40多万公里上HF频带空间过问干与丈量的技能试验验证，以及丈量木星发作变乱的空间慎密位置等。

　　支撑灾难性空间气候预警

　　对太阳发作勾当发生的低频射电辐射举办监测，研究其纪律特征是NCLE的科学使命之一。

　　典范的太阳发作勾当包罗耀斑和日冕物质抛射，其发生的带电粒子流以太阳风的情势在行星际观光，对地球磁场发生扰动。日冕物质抛射（CME）驱动的激波压缩地球磁层时，也许会导致地磁暴的产生。

　　令人印象深刻的是，1989年，一次CME所激发的强磁暴打击了加拿大魁北克地域的电网，导致该地域呈现大范畴的断电事情，直接影响600万住民。

　　相识CME激波在日冕和行星际空间的行为进程，有助于对灾难性空间气候举办预告预警。然而，激波很难被视察到。为了捕获它的轨迹，科学家找到了它在日冕和行星际空间行为的“示踪器”——Ⅱ型射电暴。

（编辑：河北网）

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