澳大利亚顶级望远镜之一的大脑移植

 
ATCA望远镜的22米射电盘已有30年历史，但仍然可以正常工作。图片来源：John Masterson，CC BY-SA澳大利亚的顶级望远镜之一将获得260万澳元的升级改造，以帮助延长其过去十年来改善我们对宇宙的了解的记录。
自1988年9月开始运作以来，位于新南威尔士州纳拉布里(Narrabri)附近的澳大利亚望远镜紧凑阵列(ATCA)一直是世界上最顶尖的射电望远镜之一。
ATCA由澳大利亚国家科学机构CSIRO构思和运营，开创了该国天文发现的新纪元。望远镜的建造几乎全在澳大利亚，这引发了澳大利亚通信公司的发展，并在快速WiFi的发明中发挥了关键作用。
基本发现
自从开放以来，来自世界各地的成千上万的天文学家已经使用该望远镜对恒星和星系的演化做出了基本的发现。即使到现在，每年仍有约450名研究人员和学生使用它来研究我们银河系中的分子，穿过银河系的磁场以及位于其中心的黑洞。
ATCA有助于识别重力波信号的来源，例如碰撞的黑洞或中子星。它绘制了附近星系中的天然气图，出乎意料地发现了数十亿光年以外的星系团中的天然气。
总理鲍勃·霍克(Bob Hawke)和其他贵宾在1988年ATCA开幕式上。

 
同时，在西澳大利亚州北部，CSIRO刚刚完成了革命性的1.88亿澳元的澳大利亚平方公里阵列探路者望远镜(ASKAP)的建设。
ASKAP可以测量整个天空的射频信号，将我们对无线电天空的了解增加大约30倍，并提供有关宇宙的新视图，从而有可能导致意外发现。
因此，您可能认为30岁的ATCA现在可以退休了。但是，对ATCA的需求将增加而不是减少。
ASKAP看到的区域很大，但看不到非常详细的信息。但是，当ASKAP做出新发现时，ATCA可以以更高的分辨率和不同的频率范围查看它。这种多功能性对于理解ASKAP的发现意味着什么至关重要。
Ilana Feain及其同事用ATCA观测到，发射无线电波的粒子(以紫色显示)从星系半人马座A中心的超大质量黑洞流向太空数百万光年。

 
您如何以合理的价格翻新一台拥有30年历史的望远镜?答案在于，大盘子只是信号处理系统的第一步，而ATCA的盘子仍然是最好的盘子之一。
像碟子一样重要的是用于解释碟子接收到的信号的计算硬件和软件，它们是现代望远镜的大脑。现代计算技术意味着该大脑的速度和通用性可以提高一倍，而成本却适中。
ATCA将从澳大利亚研究委员会获得53万澳元，用于一个由西悉尼大学和CSIRO牵头的260万澳元的项目，以取代最初由定制芯片和手工代码制成的望远镜的电子“大脑”。其余资金将由CSIRO和其他大学合作伙伴提供。
升级后的望远镜将采用最新设计的图形处理器单元(最先为Playstation和Xbox配备的图形处理器单元)以及现代信号处理技术和尖端软件，具有最先进的性能。

 
这将使可观察到的带宽增加一倍，并使ATCA的功能远远超过其古老的手工制作的手工大脑可以管理的范围。此次升级将大大提高其从ASKAP的发现中了解科学的能力，以及检测重力波事件产生的无线电信号的能力。
例如，使用ASKAP，我们最近发现了许多奇怪和意外的对象，例如下面显示的两个“跳舞的鬼魂”。
升级后的ATCA能够以许多不同的频率为我们提供这些物体的详细图片，有助于找到其父黑洞并清除正在发生的情况。
经过大脑移植后，焕发青春的ATCA将开始其第二职业。尽管来自无线电发射器的射频干扰不断增加，这将使澳大利亚研究人员能够进行更雄心勃勃的研究，进行更多的发现，也许还可以了解更多有关宇宙的奥秘。