记者11月26日从中国科学院国家天文台获悉,“中国天眼”FAST发现脉冲星数量已突破1000颗,超过同一时期国际其他望远镜发现脉冲星数量的总和。其中包括大量的毫秒脉冲星和脉冲星双星,大大丰富了脉冲星的种类和数量,对于理解脉冲星的形成和演化具有重要意义。
意义重要
丰富了脉冲星种类和数量
11月26日,中国科学院国家天文台举行FAST脉冲星科学研讨会并对外发布,截至2024年11月,位于贵州的500米口径球面射电望远镜FAST自调试以来,已经发现的脉冲星数量突破1000颗,超过同一时期国际其他望远镜发现脉冲星数量的总和。
“中国天眼”发现的1000余颗脉冲星中,包括大量毫秒脉冲星和脉冲星双星,丰富了脉冲星的种类和数量,对于理解脉冲星的形成和演化具有重要意义。
据介绍,脉冲星是大质量恒星死亡后的“遗骸”,由于具有高密度、高转速、磁场超强等特性,被视为研究众多天文前沿问题的“天然实验室”。通过观测脉冲星,可为脉冲星物理、测时等理论研究提供重要数据支撑,还可助力检验广义相对论、探测低频引力波等。
中国天眼
看向宇宙深处的目光
“中国天眼”全称500米口径球面射电望远镜,英文缩写为FAST,是中国独立自主设计并建造的当今世界上最大单口径、最灵敏的射电望远镜,它能够捕捉宇宙中更微弱的信号,探测到更暗弱的天体,帮助人们破解宇宙奥秘。
2011年3月FAST开工建设;2016年9月25日落成启用,进入调试运行阶段;2020年1月11日,FAST顺利通过国家验收,正式开放运行。
从2016年建成那一天起,中国天眼就在贵州的大山里,向宇宙深处发出最遥远的目光。投入使用以来,FAST科研成果频出,从脉冲星到引力波,引领着科研人员去探索已知世界的边缘。
成绩亮眼
FAST未来可期
脉冲星是宇宙中一种旋转的中子星。除了对脉冲星的监测,FAST自2020年1月正式开放运行以来,还在快速射电暴、中性氢、纳赫兹引力波等多领域取得了多项重要原创性成果,其中发现最短轨道脉冲星双星、捕捉纳赫兹引力波信号的初步证据等突破性进展,极大提高了我国在国际射电天文领域的话语权。
未来,FAST将探索通过在望远镜周围增加辅助天线的方式来提升望远镜的灵敏度及空间分辨能力,实现从射电暂现源定位到综合孔径成像的跨越式能力提升。大幅提升的灵敏度及显著扩大脉冲星样本,将助力发现更多低光度和远距离脉冲星。对脉冲星的系统搜索也将极大提高发现罕见天体的概率,例如奇异脉冲星及脉冲星—黑洞双星系统,全面革新我们对中子星演化的认识,揭示不同类型和状态脉冲星的物理特性,开启强引力场中检验广义相对论的新纪元。
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“中国天眼”总工程师姜鹏:天眼从“最大”到“最灵敏”
它,将人类“视界”延伸到百亿光年之外。它是一个多大的工程?到底有什么用?“中国天眼”总工程师姜鹏讲述了“中国天眼”背后的故事。
“我无法想象FAST竟然这么大,建造这么难。一般的结构工程精度要求大概就是千分之二,而天眼反射面精度要求是二十万分之一。”姜鹏说。
回忆起那段建造经历,姜鹏至今感觉还是像做梦一样,“没有人用这种方法去造望远镜,也从来没有人设计过这种工作原理的望远镜。”
姜鹏说:“它既要细如发丝的机械控制精度,又比传统的土木工程有着更大的体量,难度的复杂性便体现在精度和体量之间的矛盾。”
从2020年正式开放运行,四年多来“中国天眼”发现新脉冲星数量不断突破。借助“中国天眼”的超高灵敏度,国家天文台将脉冲星的计时精度提高了50%。
但是在姜鹏眼中,发现脉冲星的价值不仅仅在于数量多。
“发现脉冲星会给你提供一种手段,提供一种机遇,我们能不能发现那些特别奇特的脉冲星,本身就有巨大的科学价值。”
如今,全球科学家正在研究FAST共享的观测数据。谈起为何要共享“中国天眼”数据时,姜鹏表示,天眼每年共享百分之十的观测时间是国际惯例也是国家要求,“天文学是开放学科,我们研究的都是头顶上这片共同的天空,希望通过设备建立起国际合作的关系,尤其是对宇宙极限的探知探索作出中国的贡献。”
近年来,FAST进入成果爆发期,在快速射电暴起源、引力波探测等领域产出一系列世界级成果。但是姜鹏认为还有可进步的空间。展望未来,姜鹏表示,他们还要保持足够的清醒,努力推进先导阵列的规划和建设,提高望远镜的分辨率,不断更新迭代望远镜性能。
■文图来源:新华社、央视新闻