2024-03-22 16:07:57
春寒料峭,乌鲁木齐南郊,中国科学院新疆天文台南山观测站大院里,几头“串门”的野马鹿悠闲地啃食着枯草。不远处,望向苍穹的射电望远镜,不时扭转“脖颈”,发出低沉的嗡嗡声。
又是一年春来到。王娜走在沙沙作响的脆雪上,抬头看见建站之初栽下的几株白桦树,正萌发勃勃生机。她不禁感慨:“前些年总也长不大,这次看上去好像忽然就变高了。”
新疆天文事业也在“拔节生长”。20世纪90年代,我国首个脉冲星观测基地在这里建成。从天山脚下这片静谧的山谷出发,中科院新疆天文台台长、首席科学家王娜,带领团队不断进取,使新疆天文台从西北边陲一个人造卫星观测站,成长为我国五大综合性天文台之一。如今,他们正在打造世界最大、精度最高的百米级全向可动射电望远镜。
边陲“小望远镜”,开拓观天大视野
高考填报志愿时,王娜听从高中老师建议,选择了陌生的天文专业。1987年从南京大学天文系毕业后,她回到故乡新疆,进入当时的中科院乌鲁木齐天文站(2011年更名为中科院新疆天文台),由此步入天文科研领域。
20世纪90年代,我国开启脉冲星观测实验。新疆地广人稀,具有优良的天文观测条件,吸引了国内不少天文领域专家。
1996年,在北京大学吴鑫基教授带领下,科研人员透过乌鲁木齐天文站南山25米射电望远镜,成功观测到脉冲星,震动天文界。
王娜当时是重要参与者,第一次成功捕捉到脉冲星脉冲信号带来的喜悦,激荡着这颗年轻的心,也在那一刻点亮了她的“星空”。她立志要为国家脉冲星研究贡献力量。
赴澳大利亚国家天文台做访问学者,攻读北京大学天文学博士,此后又再次赴澳大利亚深造,在王娜心中,“始终有一根线牵引我回到新疆”。学成归来后,她一头扎进脉冲星研究领域。
同事们回忆,王娜回国后开启了“工作狂”模式:在山上一待就是十天半月,每天工作10多个小时,经常见她在实验室没白没黑写程序。
王娜带领团队取得多项科研成果,填补了我国脉冲星观测方面的空白,开创了我国脉冲星理论研究与实测相结合的新领域,也使新疆天文台成为国内外重要的脉冲星实测基地之一。
探测到20%的已知脉冲星周期跃变现象,累计观测脉冲星300多颗,形成脉冲星研究重要数据库……借助南山观测站25米射电望远镜,新疆天文人的研究成果持续“井喷”。
中国科学院院士,著名天文学家,中国现代天体物理学、射电天文学的开创者之一王绶琯院士生前曾评价,乌鲁木齐天文站“用小望远镜作了一项重要的学科开拓,带动了我国脉冲星实测研究”。
提出打造奇台射电望远镜,仰望更广阔星空
走上领导岗位后,王娜开始思考“带领团队向哪里去”的问题。
随着射电天文学步入高灵敏度大样本时代,迫切需要建造更大接收面积、更高分辨率和更大天空覆盖的射电望远镜。“在全球天文观测网络中,亚欧腹地是非常重要的支撑点。”王娜认为,基于优越的观测条件,再加上新疆天文台在脉冲星等方面的技术设备与研发都取得了国内顶尖成果,新疆有能力建设大口径射电望远镜。
2005年,王娜提出在新疆建设大口径射电望远镜的想法。
“新疆这么好的条件,值得我们拼尽全力做这件事。”一次次踏勘选址,一遍遍研讨论证,王娜和同事们向上级提供了大量翔实数据和有力论证,终于迎来好消息。
2010年,中科院决定在新疆奇台县建设全球口径最大的110米口径全向可动射电望远镜,由新疆天文台牵头研制。2022年9月,奇台射电望远镜(简称QTT)奠基开工。
除了QTT,新疆天文台在帕米尔高原勘选出可与世界一流光学观测站相媲美的慕士塔格观测站,目前已建成多台套天文观测设备并投入科研观测使用。
与王娜同年进站工作的王石,现任新疆天文台综合办主任。“这些年望远镜数量越来越多,望远镜口径越建越大,野外台站从无到有。”他说,在王娜带领下,新疆天文台向“国内一流、世界领先”迈进,如今已成为我国现代天文布局中的主要力量、国际合作研究网络中的重要单元以及国家空天任务联测网的关键节点。
引领团队向“世界级天文观测中心”迈进
新疆天文台,前身是1957年成立的乌鲁木齐人造卫星观测站。从4位观测员、几台便携式广角望远镜和一台收报机起家,在当时极端艰苦的条件下,为我国人造卫星观测事业做出重要贡献。
已退休的观测站负责人何文兰回忆,那时在室外观测,冬天最苦,零下20多摄氏度,穿着棉大衣、毡筒靴,拿着广角镜观测一圈,手冻僵了,脸冻木了,鼻涕流下老长,却浑然不觉。
“老一辈的‘人卫精神’,潜移默化影响了后来人。”王娜说。南山观测站建站初期,因为远离城市,缺少通讯设施,用水和给养靠卡车从山下运来,条件非常艰苦。科研人员在山上一待就是几十天,顾不上家人,但都不畏艰辛,甘于寂寞,踏踏实实搞科研。
建设110米口径全向可动射电望远镜在天文界是重大创举。其科技含量之高、质量要求之严、投资费用之大,使建设工作难度“史无前例”。而王娜承担QTT项目的概念设计、科学目标研究、关键技术预研等重要工作,其肩上责任之大可想而知。
“这是我科研生涯中迎来的最大挑战。”声音柔和、目光坚毅的王娜向记者坦言,“我总想,不怕挑战是我们科研人员要具备的素质,最主要的是,这个望远镜在科学上的意义是非常重要的!”
王娜告诉记者,项目目前开局良好,已完成天线系统详细设计方案和电磁兼容总体设计方案评审,望远镜总控与天文观测软件、超宽带高保真信号采集和处理已进入实验开发阶段,“我们有信心在2028年完工”。
“QTT的立项和建设,让国内天文人看到我国在射电天文领域赶上甚至超过世界领先水平的希望。”荷兰莱顿大学博士后李小虎认为,在新疆从事天文科研前景广阔。他学成归国后,进入新疆天文台,成为天体化学研究团组负责人。他和团队构建的天体化学模型目前处于国际领先水平,“国内和国际研究团队都在期待,QTT建成后,为天文学家解开宇宙生命起源之谜寻找更多信息”。
“新疆天文台不断吸引海内外各类高端优秀人才加入,目前我们团队从当初只有四五十人,扩大到接近200人。”王娜说,她最大的愿望是高质量建成奇台射电望远镜项目,发展慕士塔格观测站,建设世界级天文观测中心,吸引天文人才向西部聚集,为中国乃至世界天文事业的发展做出自己的贡献。(记者潘莹 白志强)