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天文之问

2021-08-04

大众科学 2021年5期
关键词:干扰信号射电天文

问题一:天文数据的体量都很大,这对FAST观测数据的储存带来困难,而天文观测又是需要通过长期观测,才能得到更多宇宙秘密,面对这么多数据,我们是怎么把数据保存好?面对这么大体量的数据,有没有可能在贵州建设全国性的数据存储中心?

答:数据从产生到使用有一个生命周期,而且它使用的特征也不一样,刚刚观测来的数据大家使用频度很高,我们叫它热的数据,访问率很高。过了一段时间大家访问的频次就没有那么高了,就变成了温数据。甚至有些数据要放那里好长时间,当我们有了新的分析数据的方法的时候再调用出来用,但是这些数据一般不会丢掉。技术领域,我们一般把冷、热、温数据用不同解决方案存储,它的成本是不一样的。热数据量不多,但存储成本很高,温的数据量比较大但是利用成本会降低,一直到冷的数据利用光盘存储,它的量大但成本会降低。所以对于FAST来讲也是这样的,这是目前的一个解决方案。

说到大数据,在全国来讲,贵州也好,贵阳也好,成了一个标志性的地方。十几年前听说贵州搞大数据,我一直抱着怀疑的眼光,这可行吗?今天我发现真可行,很多数据中心都在这边,很多企业、厂商都在这边来,也就把相关资源汇聚在这里。而且国家在数据中心一体化建设里面也把贵州作为一个点,再加上FAST的影响力,我觉得现在是一个很好的时机,需要尽快建设一个天文数据中心、存储中心。

在这方面,它可以为FAST提供热数据服务,也可以把其他天文数据汇聚过来给大家做交叉学科的分析应用服务,甚至做一些重要天文数据长期归档服务,所以我觉得很有必要尽快去啟动建设这样的FAST天文数据中心,作为一个国家级的中心,甚至跟国际去对接的中心,来支持FAST国际数据开放云的服务。

问题二:随着地方旅游、经济的兴起,如天文小镇的建设等,会不会对我们射电信号产生干扰?我们又是如何面对这个问题的?

答:就像我刚才说的,我们发现一个隐身黑洞,有一个双星围绕这个黑洞转的时候,这个黑洞会产生极其微弱的射电辐射。

随着经济社会发展,如果我们把手机带进射电望远镜周围,它就会产生比我们天文信号更强的干扰信号,这个干扰信号就使得我们观测不能进行,所以这个干扰是非常严重的。我想FAST落户贵州,就是因为贵州的无线电干扰比较少,还有一个得天独厚的地形地貌,所以有这个干扰存在。

我们怎么解决?第一,在射电望远镜外面划了一个区域,这个区域禁止使用电器的,这样的话就避免干扰。第二在处理射电数据时,把这些干扰信号找出来,然后去掉,这样我们就得到干净的天体的射电信号,这样就可以很好的用于我们的天文研究。

问题三:射电望远镜怎样捕捉外太空的星系?

答:实际上,射电望远镜捕捉外太空星系的信号有两种方式。第一个,就是观测它的连续谱。所谓连续谱就是我们现在先弄一个相机,在可见光波段拍摄它的单摄照片。第二就是拍摄它的光谱,就像FAST,它主要是一个低频波段的射电望远镜,那么我们用FAST,可以观测到来自这些信息的21厘米的射电发射线;还有就是10厘米的其他普线,所以观测就是两种方式。和光学波段是一样的,光学波段是对天上星星进行观测,就是连续观测或者谱线观测两种模式。

问题四:中国天眼,或者以后更大的射电望远镜可以建设两个馈源舱,使得两个馈源舱分别独立接收不同天体传来的电磁波?

答:这个问题很具前瞻性,为什么?因为FAST只有一个馈源舱,我们放两个馈源舱可不可以?但是用两个馈源舱接收信号的时候就会产生干扰,那技术难度就很大,处理的工作量也很大。

所以在座的同学们,以后可以往这方面进行学习,看看能不能为我们作出重大贡献。不仅能放两个,以后我们还可以放相位阵的馈源,现在我们做FAST巡天叫扫描巡天,因为它只有一个馈源,如果我们弄成相位阵馈源,它可以直接成像不需要扫描,这就使得我们技术上前进了一大步。这个问题很具有前瞻性,需要你们和我们,需要大家共同的努力。

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