基本介紹
- 中文名：巨米波射電望遠鏡
- 外文名：Giant Metrewave Radio Telescope，GMRT
- 位置：印度德乾高原普納市以北80千米
- 組成：30台口徑45米的旋轉拋物面天線
- 排列方式：Y形
- 工作波段：0.2-6米
項目背景,總體布置,性能參數,結構特點,觀測課題,
項目背景
印度是開發中國家，論財力、論技術都比不上已開發國家。在已開發國家競相追求研製綜合孔徑射電望遠鏡在短厘米波，甚至毫米波的觀測能力的國際潮流中，印度選擇了米波和分米波段，於1994年建成巨型米波綜合孔徑射電望遠鏡，這台望遠鏡在米波段的靈敏度超過了美國的甚大天線陣，成為世界之最。
印度天文學家選擇米波段建造綜合孔徑射電望遠鏡，其原因雖然有經費不足、高科技不夠發達的苦衷，但是從天文學研究方面意義方面來說，也是值得加以讚揚的。天體輻射頻譜很寬，少了哪一段的信息都不利於我們全面地認識其輻射特性。此舉也彌補了米波和長分米波高分辨觀測能力的不足。特別是，隨著無線電通信、電視、廣播的普及和發展，無線電的人為干擾已經嚴重地威脅射電天文在米波段的觀測，已開發國家受到的影響更大，這也是導致天文學家不敢下決心建造巨型米波觀測設備的原因。印度之所以敢下決心，是因為在印度，這種人為干擾還是比較小，並可能採取措施進行保護。
總體布置
GMRT由30面口徑為45米的拋物線天線組成。天線的數目和分布是根據重要的天體物理觀測研究課題的最最佳化而確定的。這些觀測課題要求很高的靈敏度和解析度，並要求能夠成像。30面天線中的14面比較密集地集中在大約5平方千米的範圍內，它們的分布或多或少有些隨機，這5平方千米區域成為綜合孔徑望遠鏡的中心。其他16面天線沿三條長軌分布，形成Y形。最大的干涉基線是25千米。30面天線可以組成435個不同的雙天線組合，因此在連續觀測幾個小時後，有435組射電信號記錄需要進行相關分析。獲得的天區射電源圖像的解析度相當於一面口徑25千米的天線的解析度。
性能參數
GMRT的總接收面積比美國甚大陣大3倍。由於天線效率高和頻帶足夠寬，致使在327兆赫頻段上的靈敏度要比甚大天線陣高出8倍，成為世界上最大的米波綜合孔徑射電望遠鏡。對應於最低和最高頻率，其解析度在60角秒到2角秒範圍。
觀測頻段有六個，中心頻率為50兆赫、153兆赫、233兆赫、325兆赫、610兆赫和1420兆赫。部分頻段可同時進行雙頻觀測。中心頻率為1420兆赫的頻段頻率範圍為1000-1450兆赫頻段，又分為四個子頻段，分別為1060兆赫、1170兆赫、1280兆赫和1390兆赫。
結構特點
GMRT設計上最大的突破是天線的設計和製造。按照常規，研製30台45米口徑能工作在21厘米波段的可操縱拋物面天線的耗資，是印度無法承受的，但是印度的科學家和工程師卻設計出又輕巧又便宜的大天線，使得建造這個射電望遠鏡成為可能。面對巨大的拋物面天線表面，清晰可見的是支撐天線表面的結構，反射面表面看起來像透明一樣。反射面採用了非常輕、非常細的直徑僅0.55毫米的不鏽鋼絲網編織的格線狀結構，在反射面中心部分的格線為10×10毫米，而外部格線大一些，網孔為20×20毫米。網孔結構可以減少風力的影響。雖然小的網孔可能造成積雪，但是印度草原從不下雪。45米口徑天線的重量與常規設計的22米口徑的天線相當，天線很輕，造價也很低。天線運轉自如，可對天體進行跟蹤觀測。
饋源放置在拋物面天線的焦點處，由四個支架支撐著。可旋轉的饋源屋放置四個饋源，233兆赫和610兆赫組成一個複合饋源，占用一個位置。
觀測課題
印度的GMRT可以觀測從太陽繫到可觀測的宇宙邊緣廣闊空間中的射電源。最吸引人的觀測課題是檢測高紅移的中性氫譜線。根據大爆炸理論，在中性氫雲濃縮為星系以前具有非常大的紅移（z=3-10），波長為21厘米的譜線已經紅移到米波段，即從1420兆赫紅移到350-130兆赫。這是由於中性氫以非常高的速度遠離我們而去造成的。如果能檢測到具有非常大的紅移的中性氫譜線，將進一步證實大爆炸宇宙理論的預言，這將是一件震驚世界的成果。由於中性氫譜線的強度特別微弱，只有靈敏度非常高的射電望遠鏡才有可能檢測到。GMRT所具有的高解析度、高靈敏度性能，仗它具備觀測研究這個課題的能力。除此之外，它還是觀測研究銀河系之外能射電星系、類星體、微類星體等射電源的強有力設備。
