这个“观天神器”让太阳活动“尽收眼底”

稻城圆环阵太阳射电成像望远镜台站全景 图片来源：中国科学院国家空间科学中心

太阳也会“打喷嚏”，而且威力还不小！作为离地球最近的恒星，太阳虽然看起来很平静，但其实“动作”很多，黑子、耀斑、太阳风……当发生日冕物质抛射时，太阳会喷出大量带电粒子。

“强烈的太阳爆发会释放出100亿颗百万吨级核弹的能量，一旦冲向地球，会造成严重影响。”中国科学院国家空间科学中心研究员阎敬业告诉记者，高铁、电网、输油管线等地面高技术系统可能会因为地磁扰动产生感应电流而瘫痪甚至损毁，天上的卫星也可能由于灾害性空间天气受损。

影响如此之大，可以提前预警吗？

当然！在四川省甘孜州稻城县噶通镇群山之间，我国建设了一个“观天神器”——圆环阵太阳射电成像望远镜项目（DSRT），它是国家重大科技基础设施子午工程二期标志性设备之一，是全球规模最大、性能最强、可以实时成像的圆环阵太阳射电成像望远镜。

它由313个直径6米的抛物面天线组成，所有天线均匀分布在直径1000米的圆环上，圆环中心100米高的定标塔为整个观测链路提供定标基准，状如一颗巨大的“千眼天珠”。

DSRT的核心任务就是实时监测地球空间天气事件的源头——太阳。“这些抛物面天线就像向日葵一样，时刻追随着太阳的方向转动。”阎敬业介绍，313面单元天线接收到的信号，经过800米的长光纤传输回中央机房，再进行变频、采集等后续处理，可以像巨大的“射电相机”一样测量太阳的射电图像和频谱。

“通俗来说，就是盯着太阳看。结合其他监测设备的数据，可以计算出等离子体到达地球的时间，从而为卫星、通信设施、电网等正常运行提供空间天气预警，保障各种设备的运行安全。”中国科学院国家空间科学中心稻城亚丁台站执行站长吴俊伟说。

要想看得清，选址很重要。这里海拔3830米，空气稀薄，透明度高；纬度较低，可观测到的天区范围更大；群山环抱下，人类生产活动所产生的电磁干扰也能被有效隔绝。

高海拔带来了有利的观测条件，但也大大增加了建设难度。仅从样机研制到联调联试，科研团队就排查和解决了数百项技术难题。

2021年12月，DSRT完成了一套16部天线的试验系统搭建，成功获取高质量的太阳射电图像和频谱，验证了总体方案。虽然试验系统规模只有国际同频段系统的1/3，但图像质量明显更好。去年11月，团队完成了313个天线的系统集成，DSRT正式进入联调联试阶段，太阳活动将被“尽收眼底”。

前不久，DSRT成功获取了连续射电图像序列，首次从连续射电图像中实时识别出脉冲星闪烁。DSRT由此开启了观测脉冲星和快速射电暴的“副本”任务。“由于DSRT独有的大视场高质量成像能力，我们也会在太阳落山后，配合射电天文学家开展夜天文观测，充分发挥重大科技基础设施平台的效能。”阎敬业说。

观天逐日，探秘星辰，这是属于DSRT的硬核浪漫。

（本报记者 崔兴毅）

（原题：《圆环阵太阳射电成像望远镜：太阳活动“尽收眼底”》）