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“中國天眼”捕獲新脈衝星實現“零的突破”

2017-10-10 15:24:26  來源:新華社 【返回列表】

新華社北京10月10日電題:“中國天眼”捕獲新脈衝星實現“零的突破”

新華社記者齊健、喻菲

中國科學院國家天文臺10日宣佈,科學家利用被譽為“中國天眼”的世界最大射電望遠鏡——500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)在銀河系內發現了6顆新的脈衝星。

這是中國人首次利用自己獨立研製的射電望遠鏡發現脈衝星。

這6顆脈衝星都通過了國際認證。在10日的發佈會上公佈了2顆脈衝星的詳細信息,編號分別為J1859-0131和J1931-01。前者自轉週期為1.83秒,距離地球約1.6萬光年;後者自轉週期為0.59秒,距離地球約4100光年。

國家天文臺射電天文研究部首席科學家李菂介紹,其團隊分別於今年8月22日和8月25日在南天銀道面通過FAST漂移掃描發現了這2顆脈衝星,9月10日澳大利亞64米Parkes望遠鏡予以確認。

此外,科學家還通過FAST發現了是數十個脈衝星候選體,有待進一步確認。

搜尋和發現脈衝星是FAST核心科學目標。銀河系中有大量脈衝星,但由於其信號暗弱,易被人造電磁干擾淹沒,目前只觀測到一小部分。2016年9月竣工的具有極高靈敏度的FAST望遠鏡是發現脈衝星的理想設備。

國家天文臺臺長嚴俊說,發現脈衝星初步展示了FAST自主創新的科學能力,開啟了中國射電波段大科學裝置系統產生原創發現的激越時代。

FAST的超高靈敏度令國際同行驚嘆。FAST調試的進展不僅超過了大型同類設備的國際慣例,也遠遠超過了中國科學家的預期。

國家天文臺研究員、“天眼”工程副經理彭勃說,國外同類大型射電望遠鏡建成後一般需要3年至5年的調試期,FAST採用主動反射面,控制參數更為複雜,調試了一年就獲得初步成果,確實令人興奮,這要歸功於整個團隊夜以繼日的奮戰。

“在方圓十里無人煙的喀斯特深山裏,我們就像一群過著田園生活的藍精靈,每天陪伴FAST守望星空。”FAST調試運行團隊裏為數不多的女性工程師孫純說。

“FAST口徑大,測量距離遠,精度要求高,動態參數多,國外也沒有先例可以借鑒,實時測量精度要求在3毫米以內,而實際上大家都不局限於3毫米的要求,總是追求精度越高越好。”測控系統工程師宋本寧說。

李菂說,FAST調試過程中,總控機房是二十四小時無休的。工程師和科學家在爭論中擦出了火花,白天的工程調試和夜間的科學試觀測被有機結合。

他說,漂移掃描方式在脈衝星搜索上很少被運用,但中國科學家自2015年起就開始搭建FAST早期科學數據中心,開展較為獨特的漂移掃描,並研發創新了脈衝星搜索數據庫。

“調試期間只能用漂移掃描這種方式,為此科研人員需要重新設計軟件,數據處理上也要付出更多勞動,但最終結果是令人振奮的——FAST每次掃描都能獲得一到兩個高品質的脈衝星候選體。”李菂說。

1967年,英國女博士喬瑟琳·貝爾發現了人類歷史上第一顆脈衝星。由於缺乏先進的大型射電望遠鏡,在發現脈衝星方面,中國人落後了整整50年。

現在,靈敏度和巡天速度超群的FAST吸引了越來越多的國際天文學專家,在SKA射電望遠鏡網絡建成前,將迎來中國射電天文學10至20年的“黃金期”。

FAST調試階段在脈衝星觀測領域已小試牛刀,未來還將在中性氫觀測、譜線觀測、尋找可能的星際通訊信號等方面大放異彩。

國家天文臺美國訪問學者馬爾科·克爾喬表示,FAST將通過巡視宇宙中的中性氫,繪製出最新最大的標準宇宙天圖,除非人類再建造更大的望遠鏡才能超越。所以中外有經驗的專家都希望參與這一工作計劃,來確保FAST做的觀測和研究是最精確的。

目前人類已發現2700多顆脈衝星,幾乎都位於銀河系內。不少中外科學家相信,FAST有望第一個捕獲河外星系脈衝星。實際上,FAST已經在為觀測河外星系脈衝星做技術上的準備,最早於明年初進行嘗試。

喬瑟琳·貝爾今年早些時候訪問中國並參觀了FAST,她相信FAST能發現更多微弱、遙遠、獨特的脈衝星,希望FAST可以發現圍繞黑洞旋轉的脈衝星。

李菂說,能否觀測到脈衝星-黑洞系統,有物理機制的挑戰和運氣成分存在,但隨著FAST進一步驗證、完善其科學觀測模式,它的性能指標進一步優化至100%,中國科學家肯定不會放棄在每一個領域尋求突破的機會。(完)