美國的綠岸射電望遠鏡

郭紅鋒

創造吉尼斯世界紀錄的綠岸望遠鏡

美國綠岸望遠鏡，因安裝在美國西弗吉尼亞綠岸山區而得名（Green Bank Telescope，GBT）。該望遠鏡建成于2000年，高146米（相當于43層樓高），其天線為100米x110米碟形，面積比足球場還大，由2000多塊鋁制面板鑲嵌而成，重約7700噸。雖然它是個龐然大物，卻是個全方向可轉動的射電望遠鏡，為目前世界上最大的陸基可移動結構，更是此項目中的世界吉尼斯紀錄者。

綠岸望遠鏡的數據量極大，每秒約1G B;靈敏度也極高，可捕捉到“猶如一片雪花輕輕落地”那樣微弱的信號，觀察到地平線5度以上的整個天空，或8 5%的天球。綠岸望遠鏡是世界上非常獨特的望遠鏡，工作波長為米到毫米（0.29 –116GHz），不同頻率和功能的接收器可在幾分鐘內由計算機控制轉換到位，接受幾乎連續的頻率覆蓋信號。這些都使該望遠鏡的運行效率很高，每年用于觀測的時間達6500小時。

主要科學任務

綠岸望遠鏡是世界上非常獨特的望遠鏡，在低頻引力波、多信使天文學、基礎物理學、快速無線電瞬變、宇宙學、恒星形成、天體化學、星系氣體等研究領域都是一流的望遠鏡設備。綠岸望遠鏡的研究計劃跨越了傳統學科界限的范圍，也可以用于化學、物理、雷達接收和天文學研究，這在世界上是無與倫比的。這些獨特性使得它在研究太陽系、星際化學、基礎物理、黑洞環境、恒星形成、星系和星系群的結構和演化，以及宇宙學等方面都取得了重大進展。

該望遠鏡還有一項非常重要的工作，就是作為宇宙寬頻帶的原子和分子光譜對河外星系進行研究。它以開普勒太空望遠鏡（美國NASA發射到繞行太陽軌道上，用凌日法搜尋系外類地行星的太空望遠鏡）發現的潛在地外行星中挑選出的一些目標作為觀測對象，以期尋找可能的地外文明，因此被譽為“先進的外星信號發現者”。研究人員已經從美國國家航空航天局“開普勒太空望遠鏡”發現的1235顆潛在類地行星中精選出86顆，作為綠岸射電望遠鏡的觀測對象，希望能接收到并甄別出地外高等智慧生物發來的無線電信號。

“開放”的望遠鏡

綠岸望遠鏡有一個與眾不同之處，就是它的開放性。望遠鏡常年接待公眾參觀訪問，所在的綠岸天文臺還為各年齡段的學生提供S T E M課程。S T E M為科學（Science）、技術（Technolog y）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）四門學科英文首字母的縮寫。

綠岸天文臺的S T EM課程覆蓋各個年齡段和知識背景，從小學三年級一直到研究生階段，旨在培養學生射電天文學技術和應用方面的知識積累和實踐經驗。學生可以通過訪問網站找到適合自己的學習課程：https：//greenbankobservatory.org/education/research/ 。

綠岸天文臺還經常舉辦各種觀測人員的培訓研討會，旨在為需要學習綠岸望遠鏡觀測操作細節的有經驗的天文學家提供培訓。

為鼓勵中學生參與搜尋和發現脈沖星，美國國家射電天文臺和西弗吉尼亞大學聯合舉辦了一個脈沖星搜索協同項目 （Pulsar sSelect Criteria，簡稱PSC） ，該項目可以讓學生參與分析大量國際射電望遠鏡的觀測數據，并由天文學家給予證實和確認。2009年，美國西弗吉尼亞州一名高中生參加了PSC項目，她使用綠岸射電天文望遠鏡的觀測數據，分析發現了一顆新的脈沖星，經天文學家驗證后得到確認。

綠岸天文臺的設施還用于其他方面的科學研究、教育和公共推廣項目以及公眾培訓，每年有許多教師、學生和普通公眾參加培訓，并申請使用這臺世界一流的綠岸射電望遠鏡。