| 2009年1月15-16日,位于亚洲、澳大利亚、欧洲、北美洲和南非的17个射电望远镜成功地对三颗类星体(J0204+1514, PKS0234+285 and 3C395)连续进行了33个小时的实时VLBI观测。这些分布在全球各地的射电望远镜组成一个庞大的射电干涉仪,口径相当于地球的直径。随着地球的自转,天体在天空中东升西降,自东向西位于不同地理位置的望远镜相继看到目标,就像在作一个马拉松接力赛。上海天文台佘山25米射电望远镜率先看到目标,与乌鲁木齐天文站南山25米射电望远镜以及其他几个亚太地区的望远镜领跑了整个马拉松国际VLBI联测。
本次观测是2009年1月15-16日在巴黎举办的国际天文年开幕庆典上的现场演示实验,向来自100多个国家和地区的超过900位与会代表包括活跃在科研一线的天文学家、政府官员和学生展示实时VLBI作为一种新的天文观测技术在今后射电天文学研究中的巨大潜力。
本次实验是在Express Production Real-time e-VLBI Service (EXPReS)项目支持下、多个国家的教育科技网络的大力配合下联合一流射电观测站开展的。EXPReS是由欧盟第六框架协议支持的国际合作项目,2006年正式启动,负责联络全球高速互联网、先进的射电望远镜和JIVE的相关处理机,推动实时VLBI方面的科学研究和技术发展。上海佘山25米射电望远镜是EXPReS项目的一个成员。
利用一种叫做实时电子甚长基线干涉测量(简称"e-VLBI")的技术,参与观测的望远镜同时指向同一个天区,观测同一个目标。观测得到的数据在每个观测站经过采样后,通过高速互联网即时传送到位于荷兰VLBI联合研究所(JIVE)的中央处理机。上海望远镜观测的数据经过中国科技网和欧美的互联网最终到达JIVE,在那里中央数据处理系统(一个专门设计的超级计算机)即时地对每一对望远镜的数据分析解码和相关处理,处理结果同步显示在本次演示实验的主页上。
通过e-VLBI,天文学家可以获得比目前最好的光学望远镜分辨率高100倍的天体图像。实时传送数据、实时相关处理的能力意味着天文学家可以在观测实验后几个小时内得到天体图像,而传统的VLBI观测通常要几个星期甚至几个月来完成数据运输和相关处理。
上海射电望远镜在2005年开始e-VLBI方面的研究工作,并与欧洲VLBI观测台站在欧盟第六框架协议下开展e-VLBI合作,在建立高速数据传输网络、高速记录设备等方面进行了很多基础性工作。2007年10月-11月在嫦娥一期工程中包括上海射电望远镜在内的中国四架射电望远镜以及一个数据相关处理中心组成了中国VLBI网成功实施了对“嫦娥一号”卫星的测、定轨,这是我国首次独立开展的实时VLBI应用研究。目前上海射电望远镜具备512Mbps的连续稳定的实时观测能力,已于2008年开始参加欧洲VLBI网组织的实时VLBI国际联测。
[资料]甚长基线干涉测量(简称VLBI:http://en.wikipedia.org/wiki/VLBI)是上个世纪六十年代发展起来的射电天文观测技术,利用分布全球各地的射电望远镜同时独立地收集、记录天体信号在磁带或硬盘上,然后汇总到一个相关处理中心以实现干涉的目的。VLBI天线网络(阵 列)可以达到等效口径相当于地球直径量级的射电望远镜的分辨率,它是探测致密天体细致结构的最有效工具。目前具有代表性的VLBI观测网络有欧洲VLBI 网(EVN)、国际VLBI服务组织(IVS)、美国的甚长基线阵(VLBA)等。上海天文台25米射电望远镜(始建成于1987年)和国家天文台乌鲁木齐25米射电望远镜(始建成于1993年)是EVN和IVS的正式成员,每年参与数百小时国际联合观测,活跃在国际VLBI观测研究领域。此外上海和乌鲁木齐射电望远镜还参与国内卫星测、定轨工作。
[资料]实时VLBI(简称eVLBI:http://en.wikipedia.org/wiki/EVLBI#e-VLBI)技术是在高速数据记录设备、海量存储设备、高速互联网等一系列技术飞速发展的基础上对传统VLBI的一项重大改进,利用高速互联网传输数据取代记录媒介的邮寄,是未来VLBI 技术发展的一个方向。实时VLBI大大缩短了从观测到成像的时间间隔,非常适合观测短时标瞬变天文现象,有利于天文学家在天体爆发的瞬间捕捉到稍纵即逝的信息,这些信息对于研究强烈的宇宙现象非常重要。实时VLBI技术也被应用到对人造航天器进行高精度测定轨中。

图1:参加2009年1月15-16日国际天文年开幕式现场实时VLBI演示实验的望远镜以及网络路线图. 图像来源:Joint Institute for VLBI in Europe.

图2:上海天文台佘山25米射电望远镜。图片来源:上海天文台
上海天文台25米射电望远镜:
/vlbi/index.htm
本次演示实验的科普网站:
http//www.expres-eu.org/iya2009/
了解更多关于此次实时VLBI观测,请点击以下链接:
http://www.expres-eu.org/IYA2009_opening.html. |