奈米比亞耗資2500萬美元的設施將是非洲第一臺毫米波射電望遠鏡.
(中國天眼的觀測頻段在70MHz—3GHz,即光速除以它是觀察在4.286米到0.1米波長的波段。——編者按)
Sarah Wild
奈米比亞的非洲毫米望遠鏡將是瑞典-ESO亞毫米望遠鏡的重新使用版本,目前位於智利拉西拉。提供:Y.Beletsky(LCO)/ESO
非洲和歐洲的天文學家對非洲第一臺毫米波射電望遠鏡即將建成的訊息感到高興。
非洲毫米望遠鏡將填補事件視距望遠鏡(EHT)一個全球望遠鏡網路,可以接收和分析大約1毫米長的無線電波-在2019年,他們出版了有史以來第一張黑洞邊緣的影象,被稱為它的事件視界。
望遠鏡將位於奈米比亞甘斯伯格自然保護區的台山或附近。它將是一臺重新使用的15米望遠鏡,目前位於智利的La Silla,由瑞典的Onsala空間觀測站和總部位於德國慕尼黑附近的歐洲南方天文臺捐贈。
位於南非開普敦的非洲天文學會秘書處負責人查爾斯·塔克拉拉那(Charles Takalana)表示,去年底確認的該專案是“朝著鞏固非洲在天文學領域具有全球競爭力和能力的參與者的地位邁出的又一步”。這架望遠鏡將“填補非洲大陸上一個缺失的觀測視窗”,並將對非洲的天體物理學社群至關重要,羅傑·迪恩(Roger Deane)補充道,他是南非約翰內斯堡威特沃特斯蘭德大學(University Of Witwater Srand)天體物理學中心的負責人。
非洲毫米望遠鏡是荷蘭的Radboud大學、Nijmegen大學和溫得和克的奈米比亞大學之間的合作。大約五年後,望遠鏡才能看到第一束光。該專案將耗資約2 500萬美元,包括南部非洲國家的建築、業務和外聯專案。其一半的資金來自Radboud大學。其他資助者包括奈米比亞大學、歐洲南方天文臺和位於萊頓的荷蘭天文學研究學院。
望遠鏡團隊正在努力完成所謂的關鍵設計審查,這將有助於確定天文臺在山上的確切位置,它是否需要毗鄰山區,還是位於另一個地點;以及是否需要額外的資金。
專案經理馬克·克萊因·沃爾特(Marc Klein Wolt)說,毫米波長範圍內的望遠鏡可以成像黑洞的視界,他同時也是拉德布大學(Radboud University)拉德佈德無線電實驗室(Radboud Radio Lab)的董事總經理。在較長的波長下,“你只看到一個斑點,但在毫米波長,你開始看到邊緣”。
在2019年,EHT團隊發表了一張著名的M87星系中心超大質量黑洞的圖片。這是第一張顯示黑洞視界輪廓的圖片。“這幅影象是一門新科學的開端,就像第一次觀測引力波是一門新科學的開端一樣,”克萊因·沃爾特說。拉杜德大學的天體物理學家海諾·法爾克(Heino Falcke)宣佈了第一張黑洞影象,他將是非洲毫米望遠鏡的科學領袖。
克萊恩·沃爾特說:“在南半球,在非洲南部,你必須有一個望遠鏡來連線所有這些(網路中的其他望遠鏡)。”“這將允許你觀察地球自轉時的天空,”他補充道。

非洲毫米望遠鏡將建在奈米比亞甘斯貝里自然保護區2,347米高的甘斯貝里高原(如圖)之上或附近。提供:ManfredGottschalk/Alamy
然而,EHT將只需要大約五分之一的非洲毫米望遠鏡的總觀測時間,天文學家邁克爾·巴克斯說,他是該專案的共同首席研究員,他在奈米比亞大學工作。他說:“奈米比亞天文學家可以利用大部分時間來開發他們的程式。”
巴克斯說,奈米比亞可能的專案包括與光學望遠鏡和γ射線望遠鏡合作,監測小型和大型黑洞亮度的變化,例如也位於奈米比亞的高能立體系統(Hess),以及計劃中的智利切倫科夫望遠鏡陣列(Cherenkov望遠鏡陣列)。
在過去的二十年裡,在南部非洲建立了望遠鏡。天空相對晴朗,人口密度低的國家是天文學的理想選擇。那裡的望遠鏡覆蓋的波長範圍很廣--從南非的南部非洲大望遠鏡和射電望遠鏡Meerkat到奈米比亞的Hess望遠鏡。去年年底,方陣天文臺該專案完成後,該公司開始授予建造其巨型射電望遠鏡的合同,該望遠鏡將在南非擁有數千個天線,在澳大利亞擁有100萬個天線。
然而,在非洲大陸尋找訓練有素的科學家和工程師在歷史上一直是一個挑戰,設在開普敦的南非射電天文觀測站(南非射電天文臺)非洲專案負責人卡拉·夏普(Carla Sharpe)表示,該天文臺尚未參與非洲毫米望遠鏡的工作。自2005年南非為主辦瑞典科學和藝術協會而不擇手段以來,它在天文學和工程領域頒發了1 000多個獎學金,以填補當地和包括奈米比亞在內的SKA非洲夥伴國家的這一人才鴻溝。
巴克斯說,他希望非洲毫米望遠鏡將有助於擴大奈米比亞的天文學界。KleinWolt補充說,該團隊仍在尋找更多的資金,以便能夠最終確定望遠鏡的位置,並繼續在奈米比亞培訓天文學家。
Sharpe說,非洲毫米望遠鏡等專案將有助於在非洲實現天文學、射電天文學和工程方面的更大計劃,這是幫助非洲大陸發展所必需的。
DOI:https://doi.org/10.1038/d41586-022-00205-4