中國科學(xué)家開發(fā)出國際上首個SKA區(qū)域中心原型機
文章來源:上海天文臺 | 發(fā)布時間:2019-11-22 | 【打印】 【關(guān)閉】
近日,中國科學(xué)家開發(fā)出世界上最大的射電天文觀測設(shè)備——平方公里陣列(Square Kilometer Array; SKA)的第一個區(qū)域中心原型機。該工作的進(jìn)展發(fā)表在最新一期的頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》的子刊《自然天文》(Nature Astronomy)。
據(jù)上海天文臺的SKA團(tuán)隊負(fù)責(zé)人安濤研究員介紹,該原型機由中國科學(xué)院上海天文臺在科學(xué)技術(shù)部和中國科學(xué)院的支持和指導(dǎo)下開發(fā),這將有助于推動未來SKA區(qū)域中心的建設(shè)和科學(xué)運行。
SKA望遠(yuǎn)鏡是天文學(xué)家將要建造的世界上最大的射電天文望遠(yuǎn)鏡。它由十幾個國家共同出資建造,創(chuàng)造了人類建設(shè)大科學(xué)裝置的新紀(jì)錄。SKA望遠(yuǎn)鏡將組合成千上萬的小天線接收的信號,以模擬一個總收集面積約為一平方公里的巨型射電望遠(yuǎn)鏡,靈敏度比當(dāng)今實際上最強大的射電望遠(yuǎn)鏡還要強大幾十倍。這些天線包括2500個蝶形中頻天線和130萬個對數(shù)周期低頻天線,主要分布在西澳大利亞州和南非,可提供最佳的銀河系視野和最小的射電信號干擾。
中國SKA首席科學(xué)家武向平院士介紹,天文學(xué)家將使用SKA研究宇宙的演化,了解引力的本質(zhì),探索生命的起源、宇宙磁場的起源,以及尋找外星文明。SKA有望在自然科學(xué)的前沿領(lǐng)域取得革命性的突破。
國家重點研發(fā)計劃首席科學(xué)家洪曉瑜研究員表示,SKA還將產(chǎn)生天文學(xué)有史以來最大的數(shù)據(jù)流。一旦投入運行,僅在SKA的第一階段(僅占全部規(guī)模的10%),生成的數(shù)據(jù)將以每年約100萬吉字節(jié)(GB)的速度增長,對應(yīng)的計算能力至少需要每秒鐘浮點運算次數(shù)達(dá)30億億次。
大量的SKA數(shù)據(jù)和科學(xué)用戶的不同地理位置,需要建設(shè)由多個SKA區(qū)域中心組成的協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)來整體協(xié)調(diào)。按照SKA天文臺的建設(shè)規(guī)劃,SKA天文臺只對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,這些數(shù)據(jù)還無法直接用來做科學(xué)??茖W(xué)家需要的數(shù)據(jù),需要詳細(xì)的分析,這個深度分析過程將由建在世界各大洲的SKA區(qū)域中心來完成。
“該原型機預(yù)計將于2020年投入使用,為全球科學(xué)家提供必要的計算資源、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)產(chǎn)品和便捷的技術(shù)支持,以進(jìn)行SKA早期科學(xué)研究和了解SKA數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)?!卑矟硎?,“該原型機的開拓性工作和實際運行經(jīng)驗對于改進(jìn)SKA區(qū)域中心的設(shè)計和未來的大規(guī)模擴(kuò)展將具有寶貴的價值?!?nbsp;
SKA的建設(shè)計劃于明年開始,作為創(chuàng)始成員之一的中國正在研究中國SKA區(qū)域中心的建設(shè)方案。區(qū)域中心建成后,將成為多學(xué)科學(xué)術(shù)交融、深度數(shù)據(jù)分析和科學(xué)研究、先進(jìn)技術(shù)研發(fā)的平臺。

圖:中國科學(xué)家開發(fā)出世界上最大的射電天文觀測設(shè)備——平方公里陣列的第一個區(qū)域中心原型機
