巡天探宇解密星空——“中国天眼”重磅成果亮点解析

2022-01-07 14:34:00　来源：新华网

我国科学家利用“中国天眼”FAST获得的测量结果，为解决恒星形成三大经典问题之一的“磁通量问题”提供了重要观测证据。相关成果1月6日在国际学术期刊《自然》以封面文章形式发表。

这是FAST最新产出的一系列重磅成果之一。基于超高灵敏度的明显优势，FAST已成为中低频射电天文领域的观天利器。

2021年12月19日拍摄的“中国天眼”全景（维护保养期间摄，无人机照片）。新华社记者欧东衢摄

共发现约500颗脉冲星运行以来发现脉冲星效率世界最高

发现脉冲星是国际大型射电望远镜观测的主要科学目标之一。截至目前，FAST共发现约500颗脉冲星，成为自其运行以来世界上发现脉冲星效率最高的设备。

脉冲星是大质量恒星死亡后的“遗骸”，一颗方糖大小的体积就有上亿吨的质量，脉冲星能够发射出高度周期性的脉冲，周期在1.4毫秒到23秒之间。被称为“毫秒脉冲星”的短周期脉冲星，可以与地球上最好的原子钟相媲美。

“FAST配备19波束L波段接收机，是世界上最强大的脉冲星搜寻利器。”中科院国家天文台研究员韩金林介绍，新发现的约500颗脉冲星中，包括一批最暗弱的脉冲星、挑战当代银河系电子分布模型的大色散量脉冲星、毫秒脉冲星、脉冲双星、一批模式变化和消零脉冲星以及射电暂现源等。

1月5日，在中科院国家天文台举行的新闻发布会上，国家天文台韩金林在介绍FAST在脉冲星搜寻方面的重要进展。新华社记者金立旺摄

由韩金林领导的FAST重大优先项目“银道面脉冲星快照巡天”在不到两年时间里，新发现279颗脉冲星，其中65个为毫秒脉冲星，在双星系统中的有22颗。相关论文于2021年5月在国内学术期刊《天文和天体物理学研究》发表。

与此同时，我国科学家还开展多波段合作观测，开启脉冲星搜索新方向，并打开研究脉冲星电磁辐射机制的新途径。

据悉，后续对这些脉冲星的测时观测，可以探测来自遥远星系的低频引力波，还可用于建立脉冲星时间和空间基准。

探究宇宙奥秘中性氢及快速射电暴探测取得新进展

中性氢是宇宙中丰度最高的元素，广泛存在于宇宙的不同时期，是不同尺度物质分布的最佳示踪物之一。对中性氢进行探测、研究，对于理解暗物质、暗能量属性，解读星系形成和演化过程等具有重要意义。

国家天文台庆道冲、李菂领导的国际合作团队采用原创的中性氢窄线自吸收（HINSA）方法，利用FAST首次获得原恒星核包层中的高置信度的塞曼效应测量结果，为解决恒星形成三大经典问题之一的“磁通量问题”提供了重要的观测证据。

据介绍，研究团队将通过FAST中性氢星系巡天，预期探测到10万个以上星系的中性氢谱线，目前已完成数据处理相关准备工作，即将开始大规模的宇宙大尺度、局部宇宙、星系间、最邻近星系等不同尺度的巡天。

1月5日，在中科院国家天文台举行的新闻发布会上，FAST运行和发展中心首席科学家李菂介绍FAST在中性氢领域的最新重大成果。新华社记者金立旺摄

快速射电暴（FRB）是射电波段最亮的持续仅几毫秒的神秘现象，最初于2007年发现，疑为来自河外星系的脉冲信号。因其起源与物理机制完全未知，是当今天体物理领域最大热点之一。

国家天文台李菂、王培、朱炜玮领导的国际合作团队利用FAST对快速射电暴FRB121102进行观测，在约50天内探测到1652次爆发事件，获得迄今最大的快速射电暴爆发事件样本，超过此前本领域所有文章发表的爆发事件总量，首次揭示了快速射电暴爆发率的完整能谱及其双峰结构，成果论文于2021年10月在国际学术期刊《自然》发表。

据悉，FAST多科学目标巡天已发现至少6例新FRB，正在为揭示这一宇宙中神秘现象的机制做出独特的贡献。

FAST年观测时长超5300小时运行效率和质量不断提高

“FAST运行效率和质量不断提高，年观测时长超过5300小时，已远超国际同行预期的工作效率，为FAST科学产出起到重要支撑作用。”FAST运行和发展中心常务副主任、总工程师姜鹏说。