國內首個暗能量探測實驗設備發現快速射電暴
“天籟”：傾聽宇宙的聲音
“天籟”立新功！國內首個暗能量探測實驗設備——“天籟實驗陣列”發現一例新的快速射電暴。該快速射電暴位于獵犬座方向，被探測到的時間為北京時間2022年4月15日凌晨1點26分40秒。這是天籟實驗陣列首次探測到快速射電暴事件，也是國內首次使用合成波束技術探測到快速射電暴。
什么是暗能量和快速射電暴？人類為什么要尋覓它們的蹤跡？
“據天文學家研究，在廣袤宇宙中，人類已知的物質大概只占5%，而其余25%被稱為暗物質、70%被稱為暗能量。”天籟計劃首席科學家、中科院國家天文臺研究員陳學雷告訴記者，暗能量被假定為一種充溢空間的、增加宇宙膨脹速度的難以察覺的能量形式，探索其來源、成分，對于研究宇宙從哪里來、向何處去具有重要意義，這也是當前全球科學家共同關注的重大問題。
“天籟實驗陣列”利用射電技術探測快速射電暴，就是解開暗能量謎團的一把鑰匙。
快速射電暴是宇宙中的一種射電波劇烈爆發的現象，一般“神龍見首不見尾”，閃現幾毫秒便再無蹤跡，因此很難識別和定位。“我們并不清楚究竟是何種原因導致快速射電暴的出現，一些理論認為是恒星碰撞或者是外星人發送的信息，目前學界更傾向于它可能與致密天體，比如脈沖星有關。”陳學雷表示。
為了尋覓捕捉“曇花一現”的快速射電暴，陳學雷和團隊成員們依托射電望遠鏡陣列，實現對紅移1處的21cm輻射大天區面積巡天。“它相當于無線電波段的廣角望遠鏡，隨著地球的自轉可以把天空掃一遍，基本上可以測到北半球天空上的射電信號。”陳學雷向記者介紹，天籟計劃一共有兩套天線，其中一套是柱形天線，這套天線南北方向長，東西方向則短一些——像一個拋物線的形狀。另外一套天線是碟形天線，就是比較常見的鍋的樣子。
同為射電望遠鏡，“天籟實驗陣列”和中國天眼FAST有何不同？“天籟看得寬，天眼看得遠。”陳學雷說，FAST是世界上口徑最大的單天線天文望遠鏡，靈敏度達到世界第二大射電望遠鏡的2.5倍以上，它可以“盯”著某一塊天區看到很遠處。相比而言，天籟視野寬廣，“盯”的天區范圍更大，這也是其尋找快速射電暴的優勢所在。因此，兩者可以相互補充，形成更完整的探測數據庫。
宇宙膨脹、暗物質、暗能量……對于大多數人來說，這些天文學概念神秘而遙遠，與現實生活似乎“搭不上邊”。事實上，技術之間是共通的，“天籟實驗陣列”所運用的波束合成技術也可以用來探測地面目標，和生活中的雷達功能較為類似。
“從更長遠看，前沿研究可能成為生產力。”陳學雷舉例，牛頓在17世紀就開始研究行星軌道、萬有引力，對當時的社會來說，這無異于毫無用處的“天方夜譚”。但隨著時代的發展，他的研究成果被不斷應用于實際生活，成為重要的生產力，甚至影響了人類社會發展的進程。
對于在天文領域深耕了二十多年的陳學雷來說，科學研究不能只著眼于解決當下的問題，更應面向未來。“當前面臨的‘卡脖子’問題啟示我們，科學的基礎規律不能指望從別人那里拿來用，而要靠自己的研究形成完整的科學體系。”浩瀚宇宙中的每一個秘密，都是中國天文人傾盡全力追尋的目標。
本報記者 沈東方