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阿雷西博天文台

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阿雷西博天文台
Arecibo radio telescope SJU 06 2019 6144.jpg
2019年的阿雷西博天文台望遠鏡
基本資料
組織康奈尔大学, 史丹福國際研究中心, 大學太空研究協會[*], 中佛罗里达大学
坐标18°20′48″N 66°45′10″W / 18.34661°N 66.75278°W / 18.34661; -66.75278坐标18°20′48″N 66°45′10″W / 18.34661°N 66.75278°W / 18.34661; -66.75278
高度498 米
望遠鏡型式天文台, 旅游胜地
www.naic.edu
阿雷西博天文台
Arecibo Observatory
最近城市阿雷西沃
面積118英畝(480,000平方米)
建於1960年 (1960)-1963年11月 (1963-11)
建築師威廉·E·戈登英语William E. Gordon托马斯·克里斯蒂安·卡瓦纳吉英语Thomas Christian Kavanagh
NRHP编号07000525
收錄日期2008年9月23日[1]
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阿雷西博射电望远镜全景照片

阿雷西博天文台(英語:Arecibo Observatory)是坐落在波多黎各阿雷西沃電波望遠鏡

运营机构[编辑]

截至2018年,天文台中佛羅里達大學、楊企業和波多黎各城市大學英语Metropolitan University (Puerto Rico)根據與美國國家科學基金會(NSF)的合作協議管理和營運[2][3]。這個天文台的正式名稱是“國家天文學和電離層中心”(NAIC),也是該組織的唯一設施。從20世紀60年代建造至2011年,天文台由康乃爾大學管理。

歷史[编辑]

從1963年落成至2016年7月,在中國的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)建成之前,阿雷西博天文台的1,000英尺(305米)電波望遠鏡是世界上最大的單孔徑望遠鏡。它用於三個主要的研究領域:電波天文學大氣科學雷達天文學。想要使用該天文台的科學家需要提交研究計畫交由獨立的科學委員會評估。

這個天文台曾經出現在電影、遊戲和電視劇中,在1999年開始為[email protected]專案收集資料時,獲得了更多的認可。它從2008年起被列入美國的國家史蹟名錄[1][4]。它在2008年10月3日出現在美國國家公園管理局的每周特色清單中[5]。天文台在2001年被列入IEEE里程碑列表[6]。它有一個由兼職人員負責開放的遊客中心[7]

在2017年9月21日,颶風瑪莉亞帶來的強風導致430MHz線路饋送斷裂並掉到主鏡盤上,損壞了38,000塊鋁板中的約30塊。由於阿雷西博的觀測資料是依賴于位於圓頂中的饋送和接收器傳送,而不使用線路饋送,總體而言,瑪麗亞造成的傷害很小。[8][9][10][11]

2020年8月10日,望远镜的辅助钢缆断裂,在望远镜反射盤上砸出了30米(98英尺)长的破口[12];同年11月6日,同一高塔上的另一根主承重钢缆断裂。因为望远镜本身结构有灾难性故障之虞、剩余钢缆可能无法再支持设计的重量、而且任何维修尝试都有可能威胁到维修工人的性命,美国国家科学基金会于該年11月19日决定将天文台的射电望远镜退役并準備拆除[13]

2020年12月1日凌晨,由于塔尖彻底折断,望远镜約900公噸(890長噸;990短噸)的接收设备平台坠落并砸毁了望远镜反射盘(無線電波天线)表面,未造成人員傷亡但望遠鏡本身全毀。[14][15][16]

结构设计[编辑]

阿雷西博天文台主要的接收盤面建築在岩溶留下的凹陷滲穴中,直徑為305米(1,000英尺)[17]。盤面由鋼纜網支撐的38,778片穿孔鋁板製成,每片的面積約3乘6英尺(1乘2米)。盤面下的地面可以進入,並種植遮陽的植被[18]

天文台有4架雷達發射機,在2380MHz具有20TW(連續)有效各項異性輻射功率英语Effective radiated power,在430MHz是2.5TW(脈衝峰值),在47MHz是300MW,8MHz是6MW

反射器是球面反射器,而不是抛物面反射器。為了瞄準裝置,接收器被移動以攔截由半徑270米(870英尺)的圓球盤表面反射來自不同方向的信號[19]。當接收器不在焦點時,拋物面鏡會有不同的像散,但是球面像差在每個地方都是均勻的。

接收器是重達900噸的平台,由三個鋼筋混凝土高塔拉撐的18根電纜懸吊在盤面上方150米(492英尺),其中一座塔高111米(365英尺),另兩個塔高81米(265英尺),而它們的頂部都在相同的高度上。平台有一個稱為方位臂的93米(305英尺)長可旋轉的弓形軌道,承載著接收天線和第二級與第三級反射器。這使得望遠鏡可以觀測以天頂為中心,南北共40度(從緯度-1度至+38度)的天空能見圓錐體內的任何區域。波多黎各的位置接近北回歸線,這讓阿雷西博望遠鏡能夠觀察太陽系中的行星在北半球時的軌道。比土星更遠的天體,因為電磁波往返的光程時間比可追蹤的2.6小時還要長,因而限制了對更遙遠物體的雷達觀測。

2013年10月,從觀景台觀看的阿雷西博電波望遠鏡。

望远镜贡献[编辑]

阿雷西博信息,信息本身没有颜色,颜色是人为标注用于区分的

天文学领域[编辑]

阿雷西博望远镜发现了水星的自转周期、证明了中子星的存在,第一次直接观测到小行星影像,辅助发现了第一批系外行星[20]

发现第一个脉冲双星系统[编辑]

1974年,美国的拉塞尔·赫尔斯约瑟夫·泰勒通过使用阿雷西博望远镜发现了第一个脉冲双星系统。它由一颗脉冲星PSR 1913+16,与一颗中子星构成,轨道周期很短,仅为7.75小时。轨道的偏心率为0.617。当两颗子星相互靠得很近时,极强的引力辐射会导致它们的距离愈加靠近,轨道周期会逐渐变短。泰勒等人通过精确地测量射电脉冲双星轨道周期的变化,间接证明了引力波的存在[21],验证广义相对论。赫尔斯和泰勒也因此获得1993年的诺贝尔物理学奖

发现第一个毫秒脉冲星[编辑]

1982年,美国天文物理学家唐纳德·贝克英语Donald C. Backer和他的合作者利用阿雷西博射电望远镜发现了PSR B1937+21,它是人类历史上发现的第一颗毫秒脉冲星

阿雷西博訊息[编辑]

1974年,阿雷西博望远镜向距离地球25,000光年的球状星团M13发送了一串由1,679个二进制数字组成的訊号,称为阿雷西博訊息。如果訊息被地外智慧生命所接收並正確解讀,会得到如右图所示的訊息,从上到下依次为:用二进制表示的1-10十个数字、DNA所包含的化学元素序号、核苷酸的化学式、DNA的双螺旋形状、人的外形、太阳系的组成、望远镜的口径和波长。向球状星团M13发送訊息的原因是其中的恒星分布比较密集,被地外智慧生命接收的可能性较大。

影片取景地[编辑]

阿雷西博射电望远镜因其壮观的外形受到影视作品的青睐。007系列黄金眼和电影《接觸未來》的部分场景是在这里拍摄的。

参见[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 National Park Service. Weekly List Actions. 2008-10-03 [2018-02-06]. 
  2. ^ Iconic Arecibo radio telescope saved by university consortium. Science. 2018-02-22 [2018-03-03]. (原始内容存档于2018-03-04).  无效|dead-url=yes   (帮助)
  3. ^ UCF-led Consortium to Manage Arecibo Observatory in Puerto Rico (新闻稿). UCF Today. 2018-02-22. 
  4. ^ Juan Llanes Santos. National Register of Historic Places Registration: National Astronomy and Ionosphere Center / Arecibo Observatory (PDF). National Park Service. 2007-03-20 [2009-10-21].  (72 pages, with many historic b&w photos and 18 color photos)
  5. ^ Milestones:NAIC/Arecibo Radiotelescope, 1963. IEEE Global History Network. IEEE. [2011-07-29]. 
  6. ^ Visitor Center 互联网档案馆存檔,存档日期2013-01-06.
  7. ^ Kaplan, Sarah. Arecibo Observatory, Puerto Rico's famous telescope, is battered by Hurricane Maria. The Washington Post. 2017-09-22. 
  8. ^ Drake, Nadia. Hurricane Damages Giant Radio Telescope—Why It Matters. National Geographic. 2017-09-22. 
  9. ^ Foust, Jeff. Damage to Arecibo less than feared. SpaceNews. 2017-09-27 [2018-02-05]. 
  10. ^ Good news, earthlings! Puerto Rico telescope still guarding the galaxy despite Maria. Miami Herald. 2017-10-23 (英语). 
  11. ^ Zenaida Gonzalez Kotala. University of Central Florida News. University of Central Florida News. UCF Today. 2020-08-11 [2020-08-29] (美国英语). 
  12. ^ 国家科学基金会. NSF begins planning for decommissioning of Arecibo Observatory’s 305-meter telescope due to safety concerns (新闻稿). [2020-11-19] (英语). 
  13. ^ Giant Arecibo radio telescope collapses in Puerto Rico. The Guardian (Puerto Rico: Associated Press). 2020-12-01 [2020-12-04]. ISSN 0261-3077 (英国英语). 
  14. ^ Nadia Drake. 邱彥綸, 编. 阿雷西博望遠鏡全面崩壞!. 國家地理雜誌中文網. 2020-12-04 [2020-12-04] (中文(繁體)‎). 
  15. ^ 美国阿雷西博望远镜退役前垮塌. 新华网. 新华社. 2020-12-02 [2020-12-05]. 
  16. ^ David Brand. Astrophysicist Robert Brown, leader in telescope development, named to head NAIC and its main facility, Arecibo Observatory. Cornell University. 2003-01-21 [2008-09-02]. 
  17. ^ General Views of the Arecibo Observatory. Image Gallery. Arecibo Observatory. [2013-08-25]. 
  18. ^ Cohen, M. H. Genesis of the 1000-foot Arecibo dish. Journal of Astronomical History and Heritage. 2009, 12 (2): 141. Bibcode:2009JAHH...12..141C. 
  19. ^ 阿雷西博射电望远镜倒塌. 新浪科技. 2020-12-02 [2020-12-02]. (原始内容存档于2020-12-02) (中文). 
  20. ^ 卞毓麟. 1993年诺贝尔物理学奖获奖项目——脉冲双星与引力波. 现代物理知识. 1994年, (03期): 第4-6页. 

外部链接[编辑]