中国天眼FAST获重大成果 明年将向世界开放

文章正文
2020-11-07 18:24

人民网北京11月5日电(赵竹青)“中国天眼”FAST建成运行以来,观天成效如何?记者近日从中国科学院国家天文台获悉,中国天眼FAST目前已发现脉冲星数量超过240颗,基于FAST数据发表的高水平论文达到40余篇。这意味着,随着性能的提升,FAST的科学潜力正在逐步显现。

无人机拍摄的FAST。(新华社记者欧东衢摄)

近日两项重磅研究成果出炉

FAST,是世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜的简称,亦有“中国天眼”之称。它是由人民科学家、时代楷模南仁东先生于上世纪九十年代提出构想,历时二十余年建设完成的巨型射电望远镜。其灵敏度为全球第二大单口径射电望远镜的2.5倍以上,对促进我国天文学实现重大原创突破具有重要意义。

FAST的顺利运行,使我国相关科研团队迅速成为国际快速射电暴领域的核心研究力量。记者获悉,中国天眼FAST最新的观测揭示了宇宙毫秒无线电爆发的新物理,研究成果正陆续发表于国际科学期刊《自然》杂志上。

其中一项重大成果,是北京大学教授、国家天文台研究员李柯伽研究团队利用FAST探测到一例全世界仅有21例的快速射电暴重复爆FRB180301,在国际上首次发现该重复爆的辐射具有非常丰富的偏振特征。这一观测对快速射电暴的辐射起源提供了新的信息,显示了磁层在快速射电暴辐射机制中的作用。该成果论文已于北京时间10月29日在国际科学期刊《自然》杂志上正式发表。

另一成果,是北京师范大学林琳博士、北京大学张春风博士、国家天文台王培博士等联合研究团队利用FAST对银河系磁星软伽马重复暴源SGR 1935+2145进行多波段联合观测。在SGR 1935+2145发生高能爆暴发的同时,借助FAST超高的灵敏度对射电波段流量给出了迄今为止最严格的限制。该成果说明SGR和FRB爆暴发具有较弱的相关性,磁星暴发产生FRB必须依赖于极其特殊的物理条件。相关论文于北京时间11月5日在国际科学期刊《自然》杂志正式发表。

来源于磁层的快速射电暴偏振多样性(李柯伽 供图)

FAST科学潜力正逐步显现

FAST从预研到完成花费了26年的时间,前后四代近百名科研工作者前赴后继投入到这个项目中。FAST它的反射面面积相当于大约30个标准足球场,无可争议地成为世界最灵敏的单口径射电望远镜,大大拓展人类的视野,也使中国的天文学家终于有机会走到人类视界的最前沿。

随着一系列关键技术的突破,FAST自2016年落成以来,经过三年多的调试,于2020年1月11日通过国家验收并正式开放运行。目前设施运行稳定可靠,近一年已经观测服务了超过5200个观测机时,达到超过预期设计目标近2倍。

“FAST灵敏度达全球第二大单口径射电望远镜的2.5倍以上,超强灵敏度使其在射电瞬变源方面具有重大潜力。”中国科学院院士、国家天文台台长常进介绍,FAST有望在短时期时间内实现纳赫兹的引力波探测、捕捉到宇宙大爆炸时期的原初引力波,为研究宇宙大爆炸原初时刻的物理过程提供数据支撑。同时它还有能力将我国深空探测及通讯能力延伸至太阳系边缘,满足国家重大战略需求。

值得指出的是,FAST发现脉冲星数量已超过240颗,包括被称作“黑寡妇”的新脉冲双星系统,以及有“红背蜘蛛”之称的具有掩食现象的毫秒脉冲双星。借助FAST的高灵敏度,脉冲星信号掩食现象以及脉冲星信号到达时间延迟等细节变化,都被清晰观测到。

当前,引力波的探测是天文学界的热门话题。中国科学院院士、FAST科学委员会主任武向平介绍,通过对毫秒脉冲星的长期监测,选取一定数目的毫秒脉冲星组成计时阵列,可以探测来自超大质量双黑洞等天体发出的低频引力波。而FAST的超高灵敏度,将脉冲星的测时精度提升了至少一个数量级,这有望使人类首次具备纳赫兹引力波的探测能力。

“可以说,我们已经走在‘出大成果’的攀登之路上。”武向平说。

满天繁星下的FAST。(新华社记者刘续摄)

明年将向全世界开放

为实现在短时间内“多出成果、出大成果”的目标,FAST的观测时间可谓相当宝贵。

“目前,观测时间的竞争已经相当激烈。”FAST运行和发展中心常务副主任、总工程师姜鹏告诉记者,今年2月,FAST团队克服疫情影响,正式启动科学委员会遴选出的五个优先和重大项目,近百名科学家开始使用并处理FAST的科学数据。4月,时间分配委员会开始向国内天文界征集自由申请项目,目前已经接到170余份申请。

“申请的总时间约5500个小时,实际批准1500个机时,只有30%能得到支持。”姜鹏说。

据了解,为让这一“大国重器”的价值得以充分发挥,FAST团队夜以继日精准调试,尽最大力量将FAST维持在最佳状态,力争通过优化技术保障,让观测时间得以安排得更加“紧凑”。

“今天取得的成果,只是证明了望远镜科学产出所能达到的高度,但这不应该是终点,而是一个新的起点。”武向平表示,为了发挥更大的科学价值,计划明年将FAST向全世界科学家开放使用。

(责编:赵竹青、吕骞)

文章评论