观察：中国＂天眼＂系统将建扩展阵 迈出探索地外生命步伐(2)

　　在星际的巨大尺度中，磁场的探测永远是个很难的问题。

　　对于太阳系内的行星结构、物理现象、甚至磁场，我们可采用发射探测器等方式直接探测。但系外行星对于空间探测器来说，遥不可及。只能通过地球上或附近的空间望远镜等设备接收信号，测量恒星的位置和速度是否变化来推测其周围是否存在行星；后来进一步发展利用“掩星”或引力透镜的现象进行观测，而上述常规的探测方式皆与行星内部的磁场相关度不高。

　　近20年来，一部分天文学家开始锁定射电信号，以期观测行星的磁场。为何会选在射电波段呢？

　　“如果行星有磁场，那么在主恒星星风的作用下，便会产生电磁辐射。特别是在射电这一频率跨度很宽的波段。”李菂表示。再者，对于地面的射电望远镜而言，大气层是“透明”的，即宇宙中的射电信号能量低、波长长，穿过大气层时不易散射，能够保留较为完整的信息被地面望远镜这双“眼睛”接收。以木星为代表的大行星辐射就发生在射电波段，这也启发人们在寻找其他同样具有磁场的行星时重点关注射电信号。

　　“FAST最大的优势在于接收射电信号的总面积很大，灵敏度高。”在李菂看来，FAST单位接收面积的性价比也很高。虽然世界上存在综合性能更强的射电望远镜，如某些阵列式望远镜，又如8台望远镜构成、观测首张黑洞照片的“事件视界望远镜”等，这些望远镜虽然分辨率更高，也能做很多FAST目前无法完成的观测内容，但由于每个阵列单元都要有独立的接收设备和传送、处理信号装置，因此成本将会指数级增长。FAST造价只有12亿人民币，而由66个望远镜单元组成的ALMA射电望远镜的造价为10亿英镑，折合成人民币约92亿元。

　　“FAST已经将灵敏度发挥到了极致，但由于口径的限制，观测系外行星时的分辨率还达不到理想要求。我们希望能够建设FAST扩展阵，将空间分辨率提升10—100倍。”李菂透露，目前计划采用5米口径的天线和简易接收单元，在现有的“球面”周围铺设成密集网，将原本300米有效基线扩大至几十公里。为了节省成本，扩展阵的每个单元不设置数字信号处理装置，而是利用光纤将接收到的电信号直接传输到在FAST的总处理器上。如此一来，“天眼”对于弱点源的响应性能将会大幅提升，“视力”进一步提高。

　　打开新窗： 或改变对地外生命现有认知

　　FAST一旦接收到第一颗系外行星的射电信号，将意味着打开系外宜居行星探索的新窗口。

　　“当这种探测大范围展开后，很有可能会得到一个结论，即表明太阳系之外行星磁场是普遍存在的。”李菂认为，虽然磁场并非地外生命存在的唯一条件，但作为保护生命的重要因素，未来愈发多样、详细的行星磁场的探测将会改变人们对地外生命的现有认知，甚至将为搜索智慧生命和地外文明提供助力。