夜间在澳大利亚和南非的SKA站点。信贷:SKAO
12月4日，世界上最大的射电天文设施——平方公里阵列天文台(SKAO)开工建设。该天文台是一个历时30年的全球性项目。
通过两个巨大的望远镜，一个(低频)在澳大利亚，另一个(中频)在南非，该项目将比以往任何时候都能看到更深入的宇宙历史。
像我这样的天文学家将使用平方公里阵列(SKA)望远镜在宇宙时间内追踪氢，并在极端环境中精确测量重力。更重要的是，我们希望在遥远恒星周围形成行星的云中发现复杂分子的存在，这可能是宇宙其他地方生命的早期迹象。
在过去的十年里，我一直参与SKA及其前身望远镜的工作，自7月以来，我一直担任澳大利亚望远镜的首席运营科学家。我正在帮助建立一个由科学家、工程师和技术人员组成的团队，他们将建造和操作望远镜，同时进行科学研究，以绘制婴儿宇宙中的原始氢。
世界上最大的射电望远镜天文台SKA-Low望远镜的澳大利亚部分正在偏远的西澳大利亚瓦雅里山吉县开始建设。SKA望远镜将由位于澳大利亚的131,000多根天线和位于南非的近200个天线组成，将提供无与伦比的宇宙视野，并成为地球上最大的科学设施之一。
什么是SKA天文台?
SKA天文台是一个有数十个国家参与的政府间组织。天文台远不止是两个物理望远镜，总部在英国，合作者在世界各地利用先进的计算机和软件，使望远镜信号适应正在进行的精确科学。
位于南非的这台名为SKA-Mid的望远镜将使用197个无线电天线，观测350兆赫到15兆赫以上的中频无线电波。它将研究中子星的极端环境，新形成的行星周围的有机分子，以及最大尺度上的宇宙结构。
位于西澳大利亚的澳大利亚望远镜(SKA-Low)将通过分布在内陆74公里(46英里)跨度内的512个无线电天线站来观测更低的频率。
该站点位于CSIRO Murchison射电天文台Inyarrimanha Ilgari Bundara内。这个名字的意思是“共享天空和星星”，是由天文台遗址的传统所有者和当地所有权持有人Wajarri Yamaji给天文台起的。
一些SKA-Low天线站的艺术家印象。信贷:DISR
收听宇宙
经过几十年的规划、开发和测试，12月4日举行了现场建造仪式。我们预计这两个望远镜将在这个十年后期全面投入使用。
SKA-Low的512个基站中的每一个都由256个宽带偶极天线组成，分布在直径35米(115英尺)的范围内。每个观测站圣诞树形状的天线发出的信号通过电子方式组合，指向天空的不同部分，形成一个单一的视图。
这些天线设计用于收听50至350兆赫的低无线电频率。在这些频率下，无线电波非常长——相当于一个人的高度——这意味着更熟悉的盘子是一种低效的捕捉它们的方式。相反，偶极天线的工作原理很像电视天线，来自宇宙的无线电波激发金属臂内的电子。
总的来说，完成的阵列中的131072个偶极子将提供迄今为止最深和最宽的宇宙视图。
SKA位于澳大利亚和南非。信贷:SKAO
凝视宇宙的黎明
它们将让我们看到宇宙的最开始，第一批恒星和星系形成的时候。
这个关键时期，在我们过去的130多亿年，被称为“宇宙黎明”:当恒星和星系开始形成，第一次照亮宇宙。
宇宙黎明标志着宇宙黑暗时代的结束，这是大爆炸之后宇宙通过膨胀而冷却下来的一段时期。剩下的只有早期宇宙光的无所不在的背景辉光，以及充满暗物质和中性氢原子和氦原子的宇宙。
第一批恒星发出的光改变了宇宙，撕裂了中性氢原子中的电子和质子。宇宙从黑暗和中性到明亮和电离。
SKA天文台将在低无线电频率下绘制这种中性氢雾的地图，这将使科学家能够探索最早的恒星和星系的诞生和消亡。对这一关键时期的探索是我们理解宇宙生命故事的最后一块缺失。
一个艺术家对无线电天线站的印象。每个观测站有256个天线，SKA-Low望远镜将有512个观测站。信贷:DISR
无法想象的神秘
在离地球更近的地方，低频望远镜将计时脉冲星的公转。这些快速旋转的中子星，像灯塔一样发射出巨大的辐射束，是宇宙的超精确时钟。
这些时钟的滴答声的变化可以表明引力波在宇宙中的通道，使我们能够用无线电波绘制这些时空的变形。
它还将帮助我们了解太阳，我们自己的恒星，以及我们在地球上生活的空间环境。
这些是我们期望在SKA天文台中发现的东西。但这些意想不到的发现最有可能是最令人兴奋的。有了这样规模和能量的天文台，我们一定能揭开宇宙中尚未想象到的奥秘。
作者凯瑟琳·特洛特，射电天文学研究员，SKA-Low首席运营科学家，科廷大学。
本文首次发表于The Conversation。
