快速射电暴之猎手--CHIME望远镜

作者:邓美玲 时间:2020-07-25 点击数:


为了理解神秘的快速射电暴信号,我们需要进行更多的探测。仅在2018年的半年时间内,一个叫CHIME的望远镜就探测到了两百多个快速射电暴,远超过去十多年所有望远镜探测的数量。什么是CHIME望远镜,为什么CHIME望远镜在探测快速射电暴上能如此成功呢?

CHIME[https://chime-experiment.ca/], 全称是Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (氢强度测绘实验),是一个建立在加拿大的沙漠里面的射电望远镜。它从2018年中期开始收集关于快速射电暴的数据。

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CHIME望远镜是由4个固定的,南北向安置的,半圆柱体镜面构成(见上图)。在每个镜面中部的横梁上面,安置了一个线性的,宽频的天线阵列。每个天线阵列各自有256个天线构成。当天空的快速射电暴产生的电磁波信号遇到这些半圆柱形的镜面时,电磁波就会被反射到横梁上的天线上面。天线将电磁波信号转化为电压或者电流,再由放大器进行放大。被放大的电压(电流)信号由一个50米长的线缆运输到地面的房间,在那里被数字化。数字化的信号经过一些处理就可以做关于快速射电暴的分析了。

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CHIME探测快速射电暴的时候,最重要的一个数据处理的方法就是干涉测量法。干涉测量法能够把来自所有1024个天线的信号组合起来,让CHIME能够同时看到天上的1024个区域。每一个区域的角直径大概为0.5度,正好是我们在地球上看到的太阳和月亮的大小。1024个区域总共起来,CHIME就能有一个超大的视野(南北方向110度,东西方向2度)。虽然CHIME望远镜本身是不动的,但随着地球的自转,CHIME每天都能看一遍北半球的所有天区(如下面的动图,来源The CHIME/FRB collobration)。动图中的绿色区域就是CHIME的视野,那些很快出现了又消失的很亮的白色信号就是我们要探测的快速射电暴。极大的观测区域和天线的宽频响应让CHIME能够做一个快速射电暴的猎手。


我们有理由相信,随着被探测的快速射电暴数量的急剧增加,关于它的新发现也越来越多,快速射电暴神秘的成因很快就会被人类掌握了!保持关注!!




作者简介

邓美玲,2012年本科毕业于华中科技大学物理学院,2014年获加拿大英属哥伦比亚大学(UBC)天文学硕士学位,2020年获同校物理学博士学位,现为Perimeter/NRC联合博士后,一直从事CHIME仪器的研发工作。


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编校:吴庆文、邹远川

文章编号:华中大天文200725A


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