日报标题:别让这观天巨眼成为下一个「浙江温州江南皮革厂」
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就在贵州的 500 米口径射电望远镜 FAST 即将睁开巨眼前几个月,另一只观天巨眼似乎要被迫合上了。
已经雄踞世界最大单口径射电望远镜宝座 50 多年的美国 Arecibo 望远镜正经历它最艰困的时刻:美国国家自然科学基金(NSF)提议对它进行一次环评,目的是评估一旦其运行状态有变,对环境可能造成的影响——“运行状态有变”正是“关门大吉”的意思。
也就是说,NSF 已经决心启动关闭 Arecibo 望远镜的程序了。
历史
Arecibo 望远镜是在 FAST 望远镜建成之前,世界上唯一采用利用卡斯特盆地地貌修建的超大型射电望远镜,口径达 305 米,位于美国海外属地波多黎各岛,在建成后即始终保持世界上最大的单口径射电望远镜的桂冠。它始建于上世纪 60 年代初期,初始科学目标为研究大气电离层性质,从而帮助理解弹道导弹弹头再入大气层时的信号特征,因此在其初始设计中,望远镜馈源被设计成固定的;其设计者,康奈尔大学的威廉·高登在听取科学界建议后认为应将射电天文学目标纳入其设计考量,推动该望远镜采用了可动的馈源支架,从而能够对不同方向的天体进行观测。
该望远镜的主反射面为固定的球形镜面,不能理想的将电磁波汇聚为一点,故一开始其采用的是线形馈源。在 1997 年,该望远镜升级采用了格里高利式馈源仓,通过次级、三级镜的校正,实现了对所收集电磁波的点聚焦,使望远镜具备了更宽的带宽和更强的适用性。除此之外,在长达 50 余年的运行过程中,Arecibo 还对反射面板、接收机等多个组件进行过升级更新。
1997 年加装的格里高利式馈源仓
Arecibo 望远镜长期作为世界上灵敏度最好的射电望远镜,取得了丰硕的科学成果:
Hulse & Taylor 1974 年使用 Arecibo 望远镜发现了第一例双脉冲星,利用它第一次间接验证了引力波的存在,并因此获得 1993 年诺贝尔物理学奖。
Backer 1982 年以之发现毫秒脉冲星、Wolszczan 1993 年以之发现围绕脉冲星运行的系外行星系统;
80 年代,Giovanelli & Haynes 等人使用 Arecibo 对双鱼 - 英仙超星系团进行了氢原子 21 厘米谱线巡天,并利用其红移信息测绘了丝网状的宇宙大尺度结构,后其领导的 ALFALFA 团队更进一步对 7000 平方度的大天区进行了 21 厘米巡天,发现大量 HI 星系,为研究近邻宇宙的物质分布提供了独一无二的重要数据集;
1982 年,Arecibo 台属科学家 Baan 发现 OH 巨脉泽,这为研究星系并合这一重要现象提供了工具。
困境
但它遭受经费困境之苦,已经不是一天两天、一年两年。
2006 年,NSF 的一份报告就已经提出,为了保障新建成设备的运营费用,考虑削减 Arecibo 的经费。在此之前,Arecibo 每年获得的经费总额为 1200 万美金,其中 1000 万元来自 NSF 的天文学部,200 万美金来自大气科学部。虽经 Arecibo 管理方康奈尔大学所属的国家天文和电离层中心(NAIC)呈书抗辩,2007 年,Arecibo 的经费总额还是削减至 1050 万美元,2008-2010 年进一步削减至 800 万美元。
2011 年,NSF 更是褫夺了康奈尔大学对 Arecibo 望远镜的管理权——1960 年代,正是康奈尔大学威廉·高登教授大力推动下,Arecibo 望远镜得以在几年间顺利建成。然而 Arecibo 之父高登 2010 年以 92 岁高龄去世后仅一年,Arecibo 与康奈尔大学的关系便被斩断,取而代之的是以斯坦福研究院(SRI)为首、包含了大学空间研究联合会(USRA)、波多黎各城市大学(UMET)的新团队。
年轻时的威廉·高登和正在建设的 Arecibo
他们获得的年均预算约为 840 万美元。其中 NSF 通过天文学部下发的经费从每年 620 万美元逐年递减至 400 万美元,而通过大气与地空科学部(AGS)下发的经费逐年从 230 万美元上升至 400 万美元,显示近几年来,NSF 已经在逐步调降 Arecibo 用于天文观测的比例。
终局?
2015 年 10 月,NSF 天文学部、大气学部两部主任联合发出公开信,征求在 NSF 不断减少对 Arecibo 经费供给情况下,对该望远镜未来运行模式的意见。他们指出,NSF 对该望远镜的未来预期并不局限于传统的单一组织负责运行模式,而是对多方合作,甚至公私并举的模式也保持开放态度;NSF 也不排斥出让 Arecibo 的命名权和所有权——似乎他们也想采用俄罗斯土豪出钱买 GBT、Parkes 望远镜时间这种方式,为 Arecibo 维持生命。
帮 GBT、Parkes 续命的俄罗斯土豪尤里
但等来的,却是今年 Arecibo 经费进一步遭到削减的噩耗。今年,NSF 天文学部表示 Arecibo“砍经费越快越好”;而通过 NSF 大气学部下发的经费也从 410 万美元骤减至 100 万美元。
再然后,就是 5 月 23 日传出的 NSF“环评”动议了。
这里面不能说没有 FAST 的“功劳”——也许美国人眼见“最大望远镜”桂冠不保,想着干脆直接不跟你玩了,把经费投到更新的设备上,继续让中国难以望其项背。不过一些美国天文学家表示,即使 FAST 建成,Arecibo 也有其优势:FAST 不具有主动发射信号的雷达功能,而 Arecibo 具有的该能力能够对小行星表面进行高分辨率成像;另外 Arecibo 也正在与 GBT 望远镜合作开展脉冲星计时阵列探测引力波的项目,仍然在科学前沿发挥重要作用,并非因为老就无用了。
当然有人不甘:有人在美国人常用的联署网站“WeThePeople”上发动联署,要求政府继续为 Arecibo 提供经费支持。虽然我们知道即使过了联署门槛,往往也只是等来白宫几句搪塞,不过——为什么不试试?
为了让 FAST 不要太寂寞,让 Arecibo 这个传奇望远镜继续活跃在科研前线——请戳Arecibo 望远镜续命的联署地址,参加联署:https://petitions.whitehouse.gov/petition/arecibo-observatory-pr-danger-being-closed-or-severely-impaired-take-action-keep-it-well-funded-0
注意:之前美国有司给 Arecibo 砍经费的理由之一是“美国国内用户太少”,所以在联署时所填写的邮箱地址请勿使用中国邮箱服务的域名后缀。
替 Arecibo 谢谢您!
我的微博:天文八卦学家刘博洋, 同名微信公众号“天文八卦学”。