「中國天眼」發現脈衝星首獲確認

2023-03-31 21:11:25

10月，中國科學院國家天文臺宣布，經過一年的深入調試，500米球面射電望遠鏡（FAST）已成功地以指向、跟蹤和漂移掃描等多種觀測方式運行，並予以確認。一些新發現的脈衝星。  

宇宙從何而來，它將走向何方人類對宇宙的認識經歷了一個複雜而崎嶇的過程。直到上世紀中葉，大爆炸宇宙學才逐漸佔據了大多數人的宇宙觀，但是為了真正回到原始宇宙，天文學仍有許多謎團有待發現和解決。  

上個世紀末，中國天文學家提出自主開發新型的巖溶單元——500米球面射電望遠鏡，中國對宇宙起源的回顧被稱為中國的天眼。  

9月10日，澳大利亞公園望遠鏡傳回令人興奮的消息。8月22日和8月25日，在南方天空的銀河平面上，天空對兩個脈衝星候選星進行了掃描。這是中國人用自行研製的天文望遠鏡發現的第一顆脈衝星。  

從前期研究到竣工，中國科技人員歷時22年，克服了關鍵技術空前、關鍵材料急需、核心技術封鎖等困難。將無設計先例的變反射面射電望遠鏡從圖紙改造為現實，實現了其孔徑、靈敏度和解析度，速率和巡航速度等關鍵指標全面超過國際先進水平。  

在設計之初，天眼並沒有明確的科學目標，但是當世界上最大的單孔徑射電望遠鏡完成後，它就擅長在宇宙中巡邏中性氫，觀測脈衝星，引領國際低頻和非常低的頻率。基線幹涉測量網絡，探測星際分子，並搜索可能的星際通信信號。  

中國科學院國家天文臺射電天文研究部首席科學家、田眼工程副工程師李健帶領的研究小組在短短一個月內通過漂移掃描發現了數十顆高質量的脈衝星候選星，但都是天眼。直到兩顆脈衝星被天眼發現，才在調試階段獲得脈衝星認證。9月份澳大利亞帕克斯望遠鏡確認了這顆候選衛星。  

2015年以來，田眼小組與貴州師範大學合作建設了早期科學數據中心，開展了脈衝星觀測領域很少使用的漂移掃描，並研製出創新型脈衝星。R搜索資料庫。  

澳大利亞科學與工業學院帕克斯望遠鏡的科學主任喬治·霍布斯說，已知脈衝星的大約一半是由帕克斯望遠鏡發現的，但是利用帕克斯來發現新的脈衝星太難了。因為其他射電望遠鏡根本看不見，所以其他射電望遠鏡無法確認病灶眼。  

脈衝星是宇宙中密度最大的物體，除了黑洞，質量是每立方釐米1億噸。脈衝星的磁場達到萬億高斯，比地球高出萬億倍。一些脈衝星每秒可以旋轉數千次並發射非常穩定的脈衝。它們是宇宙中最精確的時鐘。  

由於這些特性，脈衝星被科學家們認為是一個理想的天體物理實驗室。通過對地面實驗室無法達到的超高密度、超高磁場等極端物理性質的研究，有望繼續拓展人類的宏觀和微觀視野。  

到目前為止，已經發現了2700多顆脈衝星，它們都位於銀河系。但是科學家們相信這只是冰山一角，受制於射電望遠鏡的靈敏度。由于越來越難找到脈衝星，脈衝星計時的應用研究陣列和脈衝星導航已進入瓶頸階段。  

天眼的靈敏度是之前最強的美國阿雷西博望遠鏡的兩倍。科學家們預計它將把人類發現的脈衝星的數量增加一到兩倍。這意味著天眼可以提供大量新的研究樣本，並有望提供新的研究樣本。y發現更多的弱和新的脈衝星，以及更精確的毫秒脈衝星，有助於通過脈衝星定時陣列檢測引力波。  

天眼甚至可以監測宇宙中可能的外星文明發出的無線電波。用霍布斯的話說，帕克斯望遠鏡目前把20%的時間用於搜尋外星人，但是它仍然沒有收穫。中國的天堂遠景更遙遠，未來可能會有令人振奮的消息。  

銀河系外星系中的脈衝星是天眼最有希望的突破之一。目前，中國科學家已經開始掃描M31仙女座星系。仙女座星系是離地球254萬光年遠、距離銀河系最近的大星系。它可能在幾十億年內與銀河相撞。  

254萬光年，比天空中已經發現的脈衝星遠幾百倍。把望遠鏡瞄準這麼遠的距離需要一點運氣，但也反映了中國科學家成為宇宙探索第一人的勇氣。星系外脈衝星將極大地促進星系際介質和暗物質暈結構的研究。  

天眼還預計會發現脈衝星和黑洞組成的雙星系統，利用脈衝星研究黑洞周圍的時空。此外，宇宙中最常見的元素是氫。通過天眼觀察不同距離和方向的中性氫的1.4GHz光譜，可以更好地解釋宇宙從何而來，將走向何方。  

除了主要由恆星組成的星系外，宇宙中還有許多氣體星系是光學望遠鏡看不見的。天眼使我們探測中性氫的能力提高了10倍。有望發現更多的氣體星系和新的星際分子。為此，中外科學家正在聯合研製迄今為止最先進的19波束饋電接收器，以擴大天眼的觀測目標。  

未來天眼將會非常繁忙，因為國內外頂尖天文學家，甚至相關科學都將在此聚集。在預期的10到20年中，天眼不僅將保持世界一流望遠鏡的地位，而且將成為人類astr的催化劑。天文學發現和天文天才的採集。