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“中国天眼”遭遇海量数据磨练FAST拥有无限可能
发表日期: 2018-10-21 来源: 扑克世界
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  本报记者 何星辉

  通 讯 员 李官杰 洪 永

  59颗优质候选体、44颗脉冲星,这是FAST调试两年来交出的“科学发现结果单”。国际上没有先例可循,调试事情颇具挑战性,FAST团队战胜重重难题,为FAST矫正视力,让它转动“眼珠”。而在19波束吸收机投入使用后,FAST巡天能力提高了五六倍,视场也扩大到原来的19倍,除了脉冲星,FAST是否有最新的发现?9月15日,在FAST即将迎来建成两周年龄念日之际,科技日报记者故地重访却相识到,FAST遇到了挑战——

  脉冲星发现“凌驾预期”

  停止现在,FAST共发现了44颗脉冲星,其中19颗获得国际认证,包罗一颗毫秒脉冲星。对此,中科院国家天文台FAST工程副研究员钱磊说,FAST还在调试阶段就取得这样的结果,超出了FAST团队的预期。这主要归功于FAST具有极高的敏捷度,在此之前,由于历史和装备缘故原由,海内其他射电望远镜虽已观察到多颗已知脉冲星,但从未发现过新脉冲星。

  脉冲星是旋转的中子星,由恒星演化和超新星发作发生,其信号一度被以为来自外星人。宇宙中有大量脉冲星,自转周期极其稳固,准确的时钟信号为引力波探测、航天器导航等重大科学及手艺应用提供了理想工具。

  那么,FAST是怎么发现脉冲星的?这些脉冲星又是怎么认证的呢?

  钱磊说,脉冲星的电磁辐射来自于磁极。在脉冲星转动时,磁极发出的电磁辐射束像海岸上的灯塔一样,扫过天空。每当脉冲星辐射扫过地球,地面的FAST就收到一个信号,记载到像“心电图”一样的系列脉冲。尔后,FAST将信号网络、处置惩罚,再翻译成人类能明白的形式。只是,中心这个转换的历程很是庞大。FAST反射面将电信号汇聚到吸收机,并转换成光信号,通过光缆传回总控室,再把光信号转换回电信号,进而酿成数字信号,盘算机集群则凭据事先设定好的法式,将这些数字信号储存、盘算,并经由剖析,识别出能够代表脉冲星的一系列特征。

  “FAST的征采主要有两种模式,第一种是通过漂移扫描,即望远镜牢固不动,借助地球自转指向差别天空举行盲巡;第二种是对特定的源举行征采,包罗球状星团、高能费米点源和M31等。”中科院国家天文台FAST工程总工程师姜鹏说,观察之后就可以对望远镜数据举行剖析,寻找可信的周期性信号,再通过人工举行判断,将其列为候选体,最后通过FAST举行重复观察或者由其他望远镜观察举行认证。现在,在FAST发现的44颗脉冲星中,有25颗是FAST自己举行认证的,其余的是通过互助的澳大利亚Parkes64米望远镜、德国Effelsberg100米望远镜等举行观察认证。

  海量数据带来庞大挑战

  除了搜索脉冲星,FAST实在另有着更主要的科学目的,包罗探测中性氢,以展现宇宙膨胀、星系形成及演化的秘密,以及征采可能存在的外星生命等等。可以说,拥有天下领先的绝对敏捷度,让FAST拥有无限的可能。

  今年6月初,随着19波束馈源吸收机的投入使用,FAST巡天速率提高了5到6倍,视场也扩大至原来的19倍。这意味着“武功”更高,FAST或许能给我们带来更大的惊喜。

  “这一次有没有可能发现外星人?”面临科技日报记者的追问,钱磊诠释说,若是确实有外星人的存在,而他们也正好使用无线电的话,那他们应该逃不外FAST的“火眼金睛”。针对外国科学家发现月球外貌存在水冰的新闻,钱磊表现,在雷达的配合下,FAST也有可能开展相关探测。

  现在,几个月已往了,FAST到底有什么重大发现?姜鹏坦言,用上了19波束,FAST所发生的海量数据,给FAST团队带来了庞大的挑战。观察时,以前每秒钟最多只发生2G的数据。现在,峰值数据率每秒可以到达38G。由于存储和盘算能力有限,他们只能对数据举行压缩,降低数据的动态规模,但仍然有数据聚集的危险,这是以往所没有遇到过的事情。

  不外,在FAST数据中央投用后,问题将得以缓解。由FAST联手中国电信建设的数据中央,将以中国电信天翼云为基础,依托中国电信强盛的网络优势宁静台能力,整合海量高速存储和高速盘算单元,为FAST提供超算中央服务,以及高速网络接入和信息通讯支持保障。根据计划,这个数据中央最终将为FAST提供100PB的存储容量。同时,位于贵州师范大学内的FAST早期科学数据中央,也正着手扩容。

  停止现在,FAST积累了1000多小时的观察时长,科学数据存储总量约2.8PB。

  预计明年完成调试

  FAST是天下上口径最大、最敏捷的射电望远镜。500米口径,其吸收电波的面积相当于30个足球场那么大,足足可以“装”下8个“鸟巢”体育馆。若是要给这口“大锅”装满矿泉水,足以让全天下每人喝上4瓶。

  使用地球上举世无双的喀斯特巨型洼地作为台址,FAST自主发现变形反射面,接纳光机电一体化手艺,自主提出轻型索拖动馈源支持系统和并联机械人,实现高精度指向跟踪。FAST的大,大得有原理。只有口径越大,才气“看”得越远。科学家打过例如,以它的敏捷度,即便有人在月亮上打手机,也能被“瞥见”。

  调试两年来,由于国际上没有先例,许多问题只能靠FAST团队自己解决。姜鹏说,巨型望远镜调试是一项强交织学科的应用性研究,国际上传统大射电望远镜的调试周期很少低于四年,而FAST开创了制作巨型射电望远镜的新模式,它的调试事情也很有挑战性。

  相对其他望远镜来说,FAST的系统组成越发庞大。经由FAST团队的起劲,实时力学仿真手艺大幅提升了望远镜对装备故障的容忍度,馈源支持系统也实现了系统集成,FAST实现了对特定目的的跟踪观察,并稳固地获取了目的源射电信号。而且,随着调试事情的深入开展,FAST的性能也获得显着改善。“FAST科学团队能在短期内实现望远镜的功效性调试,完成了最难题、最有风险的调试环节。”姜鹏说,不出意外的话,FAST预计明年完玉成部调试。

  “感官安宁,万籁无声,漂亮的宇宙太空以它的神秘和壮丽,召唤我们踏过平庸,进入它无垠的广袤……”已故的中科院国家天文台研究员、FAST工程首席科学家兼总工程师南仁东诗一样平常的语言,让人们对FAST的未来满怀憧憬。(科技日报贵州平塘9月16日电)

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