阿雷西博的“生平事跡”（上）

安利

生于1963年11月1日的阿雷西博射電望遠鏡，因外傷事故搶救無效，于2020年12月1日被宣告死亡，終年57歲。它的一生雖然短暫，但成就非凡，科學家利用阿雷西博望遠鏡已取得多項重大發現。

1.紀錄保持者

美國阿雷西博射電望遠鏡的正式名稱是阿雷西博天文臺，于1963年11月1日正式投入運行，口徑305米，后擴建為350米。在中國FAST建成之前，它一直保持著世界最大單口徑射電望遠鏡的稱號。因其口徑太大，難以單獨矗立起來，所以建在波多黎各島上一座天然火山口中；因其無法轉動，所以需要采用球面主鏡，利用“鍋”的不同部位，掃描不同方向的天體。由于球面無法像拋物面那樣把電磁波匯聚在一個點上，只能匯聚在一條線上，再利用復雜而笨重的饋源艙來采集信號。所以，當懸掛900噸重的饋源艙（FAST饋源艙只有30噸重）的一條主鋼纜于2020年11月6日發生斷裂時，對其造成的打擊最為致命。直至12月1日，支撐平臺徹底坍塌，饋源艙墜落到主反射面上，令阿雷西博報廢。在半個多世紀中，阿雷西博天文臺經歷數次升級，一直是天文學和大氣科學的研究重鎮，用于研究地球的電離層、接收來自遙遠宇宙的無線電波信號以及使用雷達技術探索太陽系土星軌道之內的天體。

2.發現太陽系行星的秘密

阿雷西博最早取得的發現和水星有關。1889年，意大利天文學家夏帕里利經過多年觀測認為，水星自轉時間和公轉時間都是88天，這意味著水星永遠一面白天、一面黑夜。1965年，根據阿雷西博收集到的數據，天文學家第一次準確算出水星自轉周期相當于58.646個地球日。也就是說，水星每公轉2周，同時自轉3周，晝夜會出現更替。金星表面包裹在濃厚的二氧化碳云層之下，陸基光學望遠鏡難以觀測。阿雷西博不像一般射電望遠鏡只能接收無線電信號，它還配備了一臺無線電發射機，這使其成為世界上最強大的雷達。首張金星雷達圖像就是阿雷西博繪制的。1994年，阿雷西博還繪制出水星極區水冰的分布圖。

3.監測近地小行星

1989年8月，小行星卡斯塔利亞（4769 Castalia）靠近地球，離地球的最近距離約400萬千米。阿雷西博通過雷達成像，第一次直接拍攝到小行星影像。實際上，監測近地小行星成為了阿雷西博的主要任務，迄今已經研究過數百顆近地小行星。作為世界上為數不多的擁有雷達功能的望遠鏡，科學家利用阿雷西博描繪出接近地球軌道小行星的位置、大小、形狀和表面情況等精確細節，并計算出它們的軌道，除了可以評估它們撞擊地球的可能性，也能幫助我們理解太陽系的起源和演化。

4.發現新型脈沖星

脈沖星是一種快速旋轉的致密中子星，因不斷發出電磁脈沖信號而得名。第一顆脈沖星是1967年發現的，自轉周期是1.337秒。1968年科學家利用阿雷西博發現，蟹狀星云中心有一顆自轉周期為33毫米的脈沖星，從而為中子星的存在提供了第一個確鑿的證據，它也是第一顆被確認為跟超新星殘骸有關的中子星。1982年，又發現了第一顆毫秒脈沖星（自轉周期為1～10毫秒）PSR B1937+21，每秒旋轉可達642轉。關于脈沖星的一項重大發現是在1974年，美國物理學家泰勒和赫爾斯利用阿雷西博發現了第一個脈沖雙星系統—PSR B1913+16。每顆星的半徑只有大約10千米，質量卻與太陽相當，兩者距離僅為月球到地球距離的幾倍。他們對這個雙星系統進行了上千次觀測，發現其軌道周期在以非常微小的變化不斷減小。根據愛因斯坦廣義相對論，這種變化是因為脈沖雙星正以引力波的形式發射能量。泰勒和赫爾斯的觀測結果間接證實了引力波的存在，他們因此而獲得1993年諾貝爾物理學獎。