“中国天眼”已发现脉冲星240余颗 有力支撑高水平研究

　　发现脉冲星240余颗 有力支撑高水平研究

　　“天眼”问天 潜力无限

　　今年1月11日，有“中国天眼”之称的中国500米口径球面射电望远镜(FAST)通过验收，具备开放运行条件。而今，“中国天眼”已正式运行超过300天。

　　在稳定可靠运行的同时，FAST“勤恳”从事观测服务。国家天文台近日表示，FAST已发现脉冲星数量超过240颗。在“天眼”的帮助下，中国科研团队迅速成为国际快速射电暴领域的核心研究力量。

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　　中国科学家取得一系列重大成果

　　成为射电暴领域的核心力量

　　在广袤的宇宙中，经常出现短暂而猛烈的无线电波爆发，持续时间通常仅有几毫秒，却能够释放出相当于地球上几百亿年发电量的巨大能量。2007年，天文学家首次发现了这样的毫秒电波——快速射电暴，并对其展开了探索研究。

　　谁发出了这样的电波？快速闪现的电波包含了什么信息？过去十几年，各国天文学家一直在收集和分析信息。2017年，天文学家捕获到一个毫秒无线电波爆发，在几个小时内重复多次。利用世界多台大射电望远镜联合探测和定位，终于将一个重复爆发的无线电快速闪现源定位到宇宙深处30亿光年之外的星系里。

　　“过去，由于没有自己的大射电望远镜，中国天文学家无法拿到第一手材料。在这一领域研究中，大多只能从事理论研究。”中国科学院院士、国家天文台台长常进说。

　　随着“中国天眼”竣工、调试，再到正式运行并对国内天文学家开放，快速射电暴领域的中国力量迅速崛起。

　　“中国天眼”聚光面积巨大，电波收集能力超强，是世界最灵敏的射电望远镜。其具有精密控制的变形能力，能够聚焦和稳定跟踪天体。借助FAST的最新观测，中国科学家取得一系列重大成果。

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　　天文利器助力观测

　　终结射电爆发理论争锋

　　对于神秘的毫秒射电爆发，此前的理论研究主要有两派观点——一种认为毫秒射电爆发是由粒子冲撞引起的，另一种观点则认为它是粒子在强磁场中穿行产生的。

　　国家天文台首席研究员韩金林说，FAST的观测结果直接终结了理论争锋。“通过对11次射电爆发的高灵敏度偏振信号解析，中国科研人员用直接的观测结果否定了粒子冲撞的理论。”

　　这个具有一锤定音意义的研究来自于北京大学教授、国家天文台研究员李柯伽团队。2019年，该团队利用FAST探测到1例全世界仅有21例的快速射电暴重复爆发FRB180301。

　　更大的惊喜来自于对11次爆发电波的高灵敏度偏振信号解析。李柯伽说，过去世界上的望远镜仅对30多个爆发源中的几个记录了偏振信号，能够详细研究的样本非常少。FAST装配的接收机偏振测量能力非常好，观测的11个爆发信号中，有7个毫秒闪现爆发能够很好地解析出其偏振。

　　据李柯伽介绍，这7个偏振不仅是变化的，而且呈现出变化的多样性。这说明，宇宙中的爆发源可能来自致密星体磁层中的物理过程，而非来自粒子冲撞。

　　今年8月，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观测到银河系中有一颗已知磁星SRG1935+2154呈现出几十次伽马射线爆发。王培说，FAST的测量结果，对研究快速射电暴的起源和物理机制将起到重要的推动作用。

　　10月29日和11月4日，上述两篇研究成果论文在《自然》杂志发表。在这一前沿领域的研究中，中国科学家已走在了前列。

　　“有了大国利器，我们在国际天文学领域的地位就不一样了。在射电天文学领域，我们已经进入第一方队。”中国科学院院士、FAST科学委员会主任武向平说。

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　　寻找银河系外首颗射电脉冲星

　　测量技术应用前景广泛

　　正式“服役”近1年，FAST可以称得上是“劳模”。国家天文台公布的数据显示，FAST的观测服务超过5200个机时，超过预期目标近两倍，累计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。

　　目前，FAST发现的脉冲星中，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。

　　武向平说，期望在未来5年，FAST发现脉冲星数量能达到1000颗，甚至能找到银河系外的第一颗射电脉冲星。