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位于贵州平塘的500米口径球面射电望远镜新华社发

日前,无人机拍摄的“中国天眼”全景。

15日,首届中国·天泉湖天文论坛在江苏盱眙举行。中国500米口径球面射电望远镜首席科学家、中国科学院国家天文台研究员李菂在论坛上表示,被誉为“中国天眼”的FAST经过两年的紧张调试工作,现已实现了跟踪、漂移扫描、运动中扫描等多种观测模式,数项关键指标超过预期。截至目前,已发现了44颗被确认的新脉冲星,有望明年下半年完成验收并向全国天文学家开放使用。

它时强时弱、若隐若现,仿佛穿越亘古蛮荒而来;它源自茫茫宇宙深处,是名副其实的“天籁之音”。它就是根据脉冲星信号振幅转换为声音后制作的一段音乐,蕴含着等待破解的宇宙之谜,深邃而神秘。这段神秘“天籁之音”只有短短30秒,却是贵州平塘国际天文体验馆的“镇馆之宝”,而捕捉到脉冲星信号、探测其振幅的是“中国天眼”即500米口径球面射电望远镜,它就坐落在平塘一个被称作“大窝凼”的喀斯特地貌巨型洼坑中。

新华社记者 刘 续摄

研究脉冲星有望解决许多重大物理学问题

实现“零”的突破

15日,首届中国·天泉湖天文论坛在江苏盱眙举行。中国500米口径球面射电望远镜首席科学家、中国科学院国家天文台研究员李菂在论坛上表示,被誉为“中国天眼”的FAST经过两年的紧张调试工作,现已实现了跟踪、漂移扫描、运动中扫描等多种观测模式,数项关键指标超过预期。截至目前,已发现了44颗被确认的新脉冲星,有望明年下半年完成验收并向全国天文学家开放使用。

经过工作人员的精心调试,如今“天眼”视力越来越好,脉冲星的批量发现也随之开始。

FAST是具有中国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。2016年9月,FAST建成并开始接收来自宇宙深处的电磁波,进入试运行、调试阶段。一年来,FAST不知疲倦地扫描巡天,敏锐地捕捉各类信号,取得振奋人心的发现。10月10日,FAST团队在京举行发布会表示,“中国天眼”探测到优质脉冲星候选体达数十个,其中目前已通过系统认证的脉冲星达6颗。

研究脉冲星有望解决许多重大物理学问题

去年10月10日中科院国家天文台就曾对外公布,FAST首次发现脉冲星,当时探测到数十颗优质脉冲星候选体,其中6颗通过国际认证。近一年过去,如今新发现脉冲星的数量又有突破。截至目前,FAST已经探测到59颗优质的脉冲星候选体,其中已经有44颗得到认证。

中国科学院国家天文台在发布会上公布了其中两颗脉冲星的具体信息。一颗自转周期为1.83秒,距离地球约1.6万光年;另一颗自转周期为0.59秒,距离地球约4100光年。它们分别由FAST于今年8月22日、25日通过漂移扫描发现的。

经过工作人员的精心调试,如今“天眼”视力越来越好,脉冲星的批量发现也随之开始。

“特别是今年2月探测到有史以来最暗弱的毫秒脉冲星之一,这颗脉冲星是其他国家很多望远镜看了多次却都没有看到的。这充分证明了FAST在灵敏度方面的优势。”李菂说。

FAST超乎寻常的表现一举实现了中国在脉冲星发现领域“零的突破”,为世界射电天文学发展作出了突出贡献。国际天文学界因此把更多关注的目光投向中国。正如国际知名的澳大利亚帕克斯64米射电望远镜科学主管乔治·霍布斯所说的那样,“中国天眼”的调试以及逐渐产出成果是目前国际天文学界最激动人心的事件之一。

去年10月10日中科院国家天文台就曾对外公布,FAST首次发现脉冲星,当时探测到数十颗优质脉冲星候选体,其中6颗通过国际认证。近一年过去,如今新发现脉冲星的数量又有突破。截至目前,FAST已经探测到59颗优质的脉冲星候选体,其中已经有44颗得到认证。

搜寻和发现射电脉冲星是FAST核心科学目标。脉冲星由恒星演化和超新星爆发产生,因发射周期性脉冲信号而得名。自1967年发现第一颗脉冲星以来,过去50年里,人类发现的脉冲星家族至少有2700个成员。

1967年,英国人乔斯琳·贝尔发现了新型天体脉冲星,该项发现后来获得了诺贝尔物理奖。至今,被人类发现的脉冲星至少有2700颗。研究表明,这类天体是一种高速自转的中子星,由恒星演化和超新星爆发产生。其密度极高,每立方厘米重达上亿吨,一块方糖大小就相当于地球上一万艘万吨巨轮的重量。脉冲星的自转周期极其稳定,其稳定度比目前最稳定的氢原子钟还要高1万倍以上,被誉为自然界中最稳定的天文时钟,而精准的时钟信号是为航天器导航的必要前提,因而脉冲星也被称作人类星际航行的“灯塔”。此外,由于脉冲星是在蹋缩的超新星的残骸中发现的,对它们的观察研究有助于人类了解星体蹋缩,揭示宇宙诞生和演变的奥秘。

“特别是今年2月探测到有史以来最暗弱的毫秒脉冲星之一,这颗脉冲星是其他国家很多望远镜看了多次却都没有看到的。这充分证明了FAST在灵敏度方面的优势。”李菂说。

“脉冲星是一种高速自转的中子星,它的密度极高,每立方厘米重达上亿吨。它的自转速度很快、自转周期精确,是宇宙中最精确的时钟。”李菂说,“因此,它具有在地面实验室无法实现的极端物理性质,是理想的天体物理实验室,对其进行研究,有希望得到许多重大物理学问题的答案。譬如,脉冲星的自转周期极其稳定,准确的时钟信号为引力波探测、航天器导航等重大科学及技术应用提供了理想工具。”

20余载成就巡天重器

搜寻和发现射电脉冲星是FAST核心科学目标。脉冲星由恒星演化和超新星爆发产生,因发射周期性脉冲信号而得名。自1967年发现第一颗脉冲星以来,过去50年里,人类发现的脉冲星家族至少有2700个成员。

“通过对快速旋转的射电脉冲星进行长期监测,选取一定数目的脉冲星组成计时阵列,就可以探测超大质量双黑洞等天体发出的低频引力波。”李菂说。

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