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世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电千里镜(简称FAST)。

“中国天眼”要迈出索求地外生命的顺叙了。

科学家认为，宜居的星球除了应该有水、合适的温度与大气外，另有一个必要前提——磁场。

作为全国上最大的单口径射电千里镜， 500米口径球面射电千里镜(FAST)将锁定太阳系外的太空，在距离地球约100光年的范畴内寻找与地球一样拥有磁场的行星，助力探究地外生命。近期，中法等国天文学家在《天文学及天体物理》杂志上公布了这一考查打算。

从零到一： 寻找首颗系外“磁行星”

磁场对于生命来说相当必要。

“地球磁场紧紧抓住地球轮廓的大气，预防其被太阳风吹走，拒却了绝大大都暴烈的宇宙射线，可关怀生命不受射线的殛毙。”中国科学院国家地舆台钻研员、FAST首席科学家李菂在蒙受科技日报记者采访时浮现。

太阳风是从太阳基层大气射出的超声速等离子体带电粒子流，当这种等离子体流达到地球四面时，大部门流认识被地球磁场扰乱，绕过地球持续向太阳系焦点前进。别的的一小局部则跟着地球磁场线进入南北极，并与氛围碰撞，形成雄健多彩的极光，而非直接映射到动植物体身上。

那么，地球磁场是若何形成的？

“地球内部的高温招致精力消融，少许电离物质格外是液态的铁金属，随着地球自转速决处于流动当中，使地球形成为了一个强度较刚烈、具有南北磁极的磁场。”李菂陈诉记者，今朝关于地球磁场的细节标题问题也是学界研究的抢手之一，如常常出现磁场反转、磁极加速挪动等。

在太阳系的八大行星中，除了地球，还有5颗拥有行星尺度的磁场，分别是水星、木星、土星、天王星和海王星，这些行星磁场的形成机制与地球大略相似。而对于太阳系外的空间，目前学界尚无真正探测到过拥有磁场的行星，但地理学家们已经发明了一些拥有磁场的褐矮星。褐矮星又被称为“打败仗的太阳”，因为它们相较于行星来说太大了，最轻的褐矮星质量有了十几倍的木星大小；而相对于于在核内发生氢聚变的恒星来说又很小。2018年，钻研职员发明了一颗质量介于行星和褐矮星之间的天体(SIMP)，磁场比木星还要强200倍左右。

“这让我们有理由信任，太阳系外也会具备很多有磁场的行星，FAST将要做的，等于打破这个零。”李菂说。

汲引“目力”： 扩展阵助鉴别率晋升百倍

在星际的硕大尺度中，磁场的探测永世是个很难的题目。

对于太阳系内的行星结构、物理情景、甚至磁场，咱们可接纳发射探测器等方法直接探测。但系在行星对于空间探测器来说，遥弗成及。只能经由过程地球上或相近的空间千里镜等装备接管信号，丈量恒星的身分与速度可否变更来料到其周围能否存在行星；事后进一步发展独霸“掩星”或引力透镜的气象进行察看，而上述成例的探测办法皆与行星外部的磁场干系度不高。

近20年来，一一部分地理学家劈脸锁定射电信号，以期察看行星的磁场。为何会选在射电波段呢？

“要是行星有磁场，那末在主恒星星风的作用下，便会发作电磁辐射。额外是在射电这一频率跨度很宽的波段。”李菂体现。再者，对于天空的射电千里镜而言，大气层是“无色”的，即宇宙中的射电旌旗灯号能量低、波长长，穿过大气层时不容易散射，能够糊口较为残破的信息被地面千里镜这双“眼睛”领受。以木星为代表的大行星辐射就发生在射电波段，这也启发人们在根究其他异样具有磁场的行星时重点关注射电信号。

“FAST最大的上风在于接管射电信号的总面积很大，锐敏度高。”在李菂看来，FAST单位接管面积的性价比也很高。诚然全国上具有阐发效率更强的射电千里镜，如某些阵列式望远镜，又如8台望远镜组成、观测首张黑洞照片的“事项视界望远镜”等，这些千里镜固然判袂率更高，也能做得多FAST目前没法完成的视察内容，但由于每个阵列单元都要有独立的领受设施和传递、处置信号摆设，因而利润将会指数级增长。FAST造价只需12亿公共币，而由66个望远镜单元组成的ALMA射电望远镜的造价为10亿英镑，折合成人民币约92亿元。

“FAST已经将灵活度弘扬到了极致，但由于口径的限定，窥察系生手星时的鉴别率还达不到志向要求。我们希望能够建设FAST扩展阵，将空间鉴识率晋升10—100倍。”李菂透露，今朝整治采用5米口径的天线和繁难领受单元，在现有的“球面”周围铺设成鳞集网，将原先300米有效基线扩充至几十公里。为了节流利润，扩展阵的每个单元不设置数字信号处置惩罚摆设，而是利用光纤将接收到的电旌旗灯号直接传输到在FAST的总处理器上。云云一来，“天眼”对于瑕玷源的相应从命将会大幅提升，“眼力”进一步提高。

掀开新窗： 或改动对地外生命现有认知

FAST一旦接收到第一颗系熟手星的射电信号，将象征着掀开系外宜居行星试探的新窗口。

“当这种探测大畛域展开后，颇有能够会得到一个结论，即诠释太阳系之熟手星磁场是普遍存在的。”李菂以为，只管磁场并非地外生命存在的仅有条件，但作为珍爱生命的需求成分，未来愈发多样、详细的行星磁场的探测将会改动人们对地外生命的现有认知，以至将为搜索伶俐生命和地外文化供应助力。

以今朝视察到的数据，银河系以内、太阳系之外存在生命的条件是广泛存在的。“假设近期彻底找不到地外生命的影子，反而是不行思议的。”李菂讲述记者，地球上各类极端条件下皆具有着生命，人们在地外也探测到构成生命的C、H、O等必要元素与大量繁杂分子。天河系诞生了100多亿年。恒星、行星、磁场、水以及足量的时日，这些生命演化的必要成份完整绝对，为什么不会存在地外生命？

麻利，FAST将会迈出这一步，扩展阵也将在3—4年内建成，助力搜索系生手星的射电旌旗灯号。

除此之外，FAST将在2019年9月竣事长达3年的测试期，正式投入应用。跨越10个国家与地区的地理学家的科学团队正在混于FAST相关研讨。李菂走露，以中国科学院国度天文台为首的科研团队也曾订定了两个琐细化的巡天方案：FAST多科学方针同时巡天打算(CRAFTS)与银道面及仙女座星系巡天筹画(GAS)。今朝这两个规划也曾竖立了关连内容，进行了大量的技术测试，预期今年岁尾前正式睁开，将成为FAST体系科学打造出的主要遵循，预期缔造上千颗脉冲星、几十万个新的气体星系、超过100亿个像素点的新一代原子氢气天图。

“FAST多个考查工程，特别是两个体系巡天计划，将力图在脉冲星黑洞体系、引力波源、根蒂物理常数、星系演变、生命的太空起源等方向催生重大突破。”李菂说。