中日韩科学家合作阐释东亚甚长基线干涉观测网的性能和前景

文章来源:上海天文台  |  发布时间:2018-01-31  |  【打印】 【关闭

  

  来自中国科学院上海天文台的安涛研究员应邀以第一作者兼通讯作者的身份在《Nature Astronomy》上发表了一篇标题为《东亚甚长基线干涉观测网的性能和前景》(Capabilities and Prospects of the East Asia Very Long Baseline Interferometry Network)的综述文章。论文回顾了东亚VLBI网的建设历程,阐述了当前现状和观测性能,总结了早期的科学成果和将来的发展计划,并指出了中国贵州500米口径球面射电望远镜(FAST)和上海天马65米射电望远镜等大型望远镜在未来平方公里射电望远镜(SKA)时代的低频VLBI网观测研究的重要地位。该文章其他两位合作者是来自韩国天文和空间科学研究所的B. W. Sohn以及来自日本鹿儿岛大学的H. Imai。该工作表明中国在VLBI天文研究领域的建设和发展得到国际同行的高度认可。 

  东亚甚长基线干涉观测网(East Asia Very long baseline interferometry Network; EAVN)包含了东亚地区大部分的VLBI台站和数据处理中心:中国的VLBI网(CVN)、日本的VLBI网(JVN)、日本的射电天体测量VLBI网(VERA)、韩国的VLBI网以及分别位于中国上海、韩国大田和日本水泽的数据相关处理中心。多年来,EAVN稳步组建发展,当前由来自中国、日本和韩国的21台射电望远镜组成,从位于中国西北的乌鲁木齐到日本东南的小笠原群岛,从日本东北的水泽到中国西南的昆明,这些望远镜口径在11米至500米之间,观测的波段在2.3 GHz(十亿赫兹)到43 GHz之间,组成的望远镜阵列的分辨率等效于口径达五千千米的超级望远镜。 

  EAVN的核心科学研究领域将集中在致密天体的高分辨率(毫角秒或亚毫角秒量级)观测。这些致密天体包括活动星系核、黑洞、星际和恒星周围的脉泽、脉冲星等;通过精确确定它们的位置,可以应用于天体测量学和测地学研究。实际上,EAVN在运作时,可根据科学观测目标的不同尺度的观测需求,能够灵活地配置子阵列和选择观测频率来工作,获得多个频率和不同空间分辨率的观测图像。与各国独立运行的VLBI网相比,组合起来的EAVN使得天文学家们能以更高的角分辨率、更高的灵敏度探索更遥远的宇宙天体,提供了更精确的卫星轨道跟踪。目前EAVN已开始试观测,不久将能常规运行观测。 

  最近十年,中国一批超大型望远镜相继建成和投入运行,中国射电天文的成就令世人瞩目。中国的500米口径球面射电望远镜(FAST)是全球最大单口径射电天文望远镜,而上海65米射电望远镜(天马望远镜)是亚洲最大的全方位可动的射电望远镜。上海天文台的安涛研究员说:“更多的望远镜,如正在建设的新疆奇台110米射电望远镜和正在筹建的泰国VLBI网、格陵兰岛的12米望远镜等都会加入EAVN,韩国和日本的毫米波望远镜也会升级设备,提高性能。” 

  随着更多射电望远镜的建设和加入,随着数据处理能力的提升,EAVN的能力将更加提高,在科学和技术上会有更多产出,在不久的将来EAVN必将成为国际上一个非常重要的VLBI网,为全球天文学家探索宇宙提供新的机会。安涛研究员表示,“可以说,稳步发展的EAVN不仅综合了望远镜观测和数据处理资源、为迅速发展的东亚天文学家提供了高水平的观测设备,而且加强了区域间科学合作,使得科学产出和技术发展得以最大化。” 

  科学论文链接: 

  https://www.nature.com/articles/s41550-017-0277-z 

图:EAVN的组成,其中红色圈指中国的射电望远镜和数据相关处理中心,白色圈指日本的射电望远镜,蓝色圈指韩国的射电望远镜和数据相关处理中心

图片来源:An T., Sohn B.-W. & Imai H., Nature Astronomy, 2018.