中國天眼(FAST)自2020年1月11日通過國家驗收至今已近兩周年。記者從中科院新聞發(fā)布會上獲悉:FAST運行效率和質(zhì)量不斷提高,年觀測時長超過5300小時,已遠超國際同行預期的工作效率,為FAST科學產(chǎn)出起到重要支撐作用。截至目前,F(xiàn)AST共發(fā)現(xiàn)約500顆脈沖星,成為自其運行以來世界上發(fā)現(xiàn)脈沖星效率最高的設備。
“原來計劃五年完成的目標,現(xiàn)在已經(jīng)提前達成了。FAST‘出好成果、出大成果’的階段已經(jīng)開啟!盕AST運行和發(fā)展中心常務副主任、總工程師姜鵬表示。
據(jù)介紹,2021年依托FAST,科學家們?nèi)〉昧艘慌匾蒲谐晒?/p>
FAST中性氫譜線測量星際磁場取得重大進展。中性氫是宇宙中豐度最高的元素,廣泛存在于宇宙的不同時期,是不同尺度物質(zhì)分布的最佳示蹤物之一。國家天文臺慶道沖、李菂領導的國際合作團隊采用原創(chuàng)的中性氫窄線自吸收方法,利用FAST無與倫比的靈敏度及優(yōu)良的光路設計,首次獲得原恒星核包層中的高置信度的塞曼效應測量結(jié)果,為解決恒星形成三大經(jīng)典問題之一的“磁通量問題”提供了重要的觀測證據(jù)。該成果論文于北京時間2022年1月6日在國際學術期刊《自然》雜志以封面文章形式正式發(fā)表。美國伊利諾伊大學教授、國際星際磁場測量領域知名科學家理查德?克魯切爾表示,F(xiàn)AST的觀測提供了有助于了解恒星是如何形成的重要信息,F(xiàn)AST首次揭示了在恒星形成的早期階段,磁壓不足以阻止引力收縮,這與恒星形成的標準理論不一致。這一發(fā)現(xiàn)對于理解恒星形成的天體物理過程至關重要,并顯示了 FAST 在解決重大天體物理問題方面的潛力。
獲得迄今最大快速射電暴爆發(fā)事件樣本,首次揭示快速射電暴爆發(fā)率的完整能譜及其雙峰結(jié)構?焖偕潆姳‵RB)是來自遙遠宇宙深處的神秘信號,關于它的起源是過去十余年里天體物理領域最大的謎團之一。國家天文臺李菂、王培、朱煒瑋領導的國際合作團隊利用FAST對快速射電暴FRB121102進行觀測,在約50天內(nèi)探測到1652次爆發(fā)事件,獲得迄今最大的快速射電暴爆發(fā)事件樣本,超過此前本領域所有文章發(fā)表的爆發(fā)事件總量,首次揭示了快速射電暴爆發(fā)率的完整能譜及其雙峰結(jié)構,成果論文于2021年10月14日在國際學術期刊《自然》雜志發(fā)表。FAST多科學目標巡天已經(jīng)發(fā)現(xiàn)至少6例新FRB,正在為揭示這一宇宙中神秘現(xiàn)象的機制、推進這一天文學全新的領域做出獨特的貢獻。
“銀道面脈沖星快照巡天”項目持續(xù)發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星。脈沖星是一種高速旋轉(zhuǎn)的中子星,是恒星爆炸后所形成的天體。研究脈沖星,有助于解答許多重大物理學問題,發(fā)現(xiàn)脈沖星是國際大型射電望遠鏡觀測的主要科學目標之一。國家天文臺韓金林領導的FAST重大優(yōu)先項目“銀道面脈沖星快照巡天”在不到兩年時間,累計觀測了約620個機時,完成了計劃搜尋天區(qū)的8%,截至目前,該項目不僅從銀河的星辰大海中探測到原先已知的550顆脈沖星,還新發(fā)現(xiàn)了279顆脈沖星,其中65個為毫秒脈沖星,在雙星系統(tǒng)中的有22顆。相關論文于2021年5月在國內(nèi)學術期刊《天文和天體物理學研究》發(fā)表。國際著名學者澳大利亞科學院院士Manchester教授評價“發(fā)現(xiàn)這么多脈沖星令人印象深刻”,“發(fā)現(xiàn)如此眾多毫秒脈沖星,是一個顯著的成就”。該工作執(zhí)行1年半所發(fā)現(xiàn)的脈沖星數(shù)已經(jīng)超越美國阿雷西博望遠鏡15年的搜尋結(jié)果。
開展多波段合作觀測,開啟脈沖星搜索新方向,并打開研究脈沖星電磁輻射機制的新途徑;贔AST靈敏度國際領先的優(yōu)勢,將FAST與高能波段的重要空間天文設施費米伽馬射線天文臺大視場望遠鏡(Fermi-LAT)相結(jié)合進行天地一體化協(xié)同和后隨觀測,具有產(chǎn)生重大科學突破的潛力。國家天文臺李菂、王培領導的國際合作團隊發(fā)現(xiàn)了多顆脈沖星,并開展了多波段觀測分析。相關成果于2021年12月在國內(nèi)學術期刊《中國科學》上以封面及編輯點評文章形式發(fā)表。多波段合作觀測不僅開啟了FAST脈沖星搜索新方向,而且打開了研究脈沖星電磁輻射機制的新途徑,為研究中子星星族演化和探測引力波提供更多樣本。
據(jù)了解,基于超高靈敏度的明顯優(yōu)勢,F(xiàn)AST已成為中低頻射電天文領域的觀天利器。未來,將在快速射電暴起源與物理機制、中性氫宇宙研究、脈沖星搜尋與物理研究、脈沖星測時與低頻引力波探測等方向產(chǎn)出深化人類對宇宙認知的科學成果。
除了用于重大科學研究,中科院院士、國家天文臺研究員武向平透露,F(xiàn)AST正在考慮2022年面向全國中小學生開放1%的觀測時間,也就是約50個小時。“關于宇宙探測,關于外來生命的探索,現(xiàn)在的中小學生有很多很多奇思妙想和方法,且超乎我們的想象。我們希望能夠征集到10個好的想法,按照他們的想法,在天文學家的幫助下去觀測,或許會有不一樣的突破!蔽湎蚱奖硎。(經(jīng)濟日報記者 沈慧)
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