强大的新型射电望远镜可以揭开古代宇宙的面具------如果卫星不破坏观望

By Paul Sutter

2023/10/21

   Tech

    当建成后平方公里阵列天文台（SKAO）将是世界上最灵敏、最强大的射电望远镜------也就是说如果SpaceX的星链卫星不破坏它的观望。

平方公里阵列。(Image credit: SKA Project Development Office and Swinburne Astronomy Productions, CC BY-SA)

    当建成后平方公里阵列天文台（SKAO）将是世界上最灵敏、最强大的射电望远镜------也就是说如果SpaceX的星链卫星不破坏它的观望。

    私营公司已经开始向中低地球轨道发射数十颗通信卫星“星座”，声明的目标是覆盖全球的高速互联网接入、实时地面监测等。领先这个冲锋的是SpaceX，到目前为止该公司已将其4600多颗星链卫星送入太空，并已经计划在未来十年内将多达42000颗卫星送入轨道。

    其他公司如亚马逊计划要用它们自己的星座跟随。虽然全球高速互联网接入不可否认的是好的，但这些星座确实对天文学有影响。世界各地的天文学家已经警告星链开始来破坏他们的地面观测，来自所有卫星的反射将造成我们的夜空跨世界各地变亮。

    射电天文学家正在遭遇由星链造成的类似困难。首先，总部位于荷兰的LOFAR合作发现了星链传输压倒了来自某些他们的天文目标的信号的证据。现在，一个帮助开发平方公里阵列天文台的天文学家团队已经进行了初步测试并得出一些令人不安的结论，他们在预印本数据库arXiv的一篇论文中揭示了这些结论。

    研究人员用位于西澳大利亚沙漠中的叫为工程开发阵列2（EDA2）的射电天线盘网络。EDA2是一个测试平台来帮助开发完整的预计将于2028年完成的平方公里阵列天文台。平方公里阵列天文台结合在西澳大利亚和南非的站点将是世界上首屈一指的射电望远镜，有一个映射在第一批恒星被点燃之前居住在我们宇宙中的中性氢------一个被称为宇宙黎明的宇宙学纪元的突出使命。

    研究人员可以用工程开发阵列2探测星链发射，这些发射比即将到来的平方公里阵列天文台的天文目标更亮几个数量级。值得注意的是，他们识别了两个污染源。一个是被预期的信号：卫星相互发送和发送到地面的通常传输。但另一种是不被打算的：由单个卫星自身的电子设备产生的无线电信号。工程开发阵列2和即将推出的平方公里阵列天文台是如此超级敏感以致它们能轻松检测这些不被打算的发射。

    该论文的作者认真的指出，一些国际管理机构保留一些无线电传输频率仅用于天文用途，并且来自星链卫星的信号不在那些受保护的频段内。因此，SpaceX没有违反任何要么有打算么没有打算的无线电发射的国际协议。

    但星链信号确实与来自宇宙黎明的被预期的信号重叠，这将使研究那个关键纪元更挑战的，特别是因为没有打算的发射不遵循任何预先计划的、宣布的或常规模式------它们只是嘈杂的电子设备。这使从数据来过滤掉这些信号极端困难。

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一方面，世界各地的平方公里阵列天文台和射电天文学家将不得不与新的现实生活。私营公司正在安装数以万计的卫星，他们没有做任何违法的事情。因此，随着地球周围的无线电环境变得更加嘈杂，射电天文学将变得更困难。

    另一方面，作者指出这些污染信号的发现为与私营公司或监管机构建立对话提供一个机会。天文学作为一门科学不应该在在立法者有时间来评估和平衡任何受影响社区的需求之前正在行动的私营公司良好风度的边缘上存在。现在是采取行动的时候了。像SpaceX这样的公司需要来听天文学家和天文学爱好者的关于这些公司如何正在影响他们来看和听夜空的能力的声音。

    用高速互联网接入覆盖全球是一个有价值的目标，但必须被谨慎做和尊重人类数千年的天文学传统并着眼于平衡愿望来用世界上最伟大的天文台来解锁大自然最神秘秘密的天文学家的需求。