“田燕”发现了240多颗脉冲星 有力地支持了高水平的研究

超过240颗脉冲星被发现强烈支持高级研究

《天眼》求天潜力无限

今年1月11日，被誉为“中国天眼”的中国500米球面射电望远镜(FAST)通过验收测试，满足开放运行条件。现在，“中国天眼”已经运营了300多天。

在稳定可靠运行的同时，FAST还在努力从事观察服务。国家天文台最近表示，FAST已经发现了240多颗脉冲星。借助“天眼”，中国科研团队迅速成为国际快速无线电风暴领域的核心研究力量。

中国科学家取得了一系列伟大的成就

成为无线电风暴领域的核心力量

在浩瀚的宇宙中，经常会出现短而猛烈的无线电波，通常只持续几毫秒，却能释放出相当于地球上数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级无线电波——快射电爆发，并对其进行了探索和研究。

谁发出这样的电波？快速闪烁的无线电波包含哪些信息？十多年来，全世界的天文学家都在收集和分析信息。2017年，天文学家捕捉到了一个毫秒级的无线电波爆发，在几个小时内重复了几次。利用世界上许多大型射电望远镜的联合探测和定位，一个重复爆发的射电闪光源最终被定位在距离宇宙深处30亿光年的一个星系中。

“过去，中国天文学家无法获得第一手资料，因为他们没有自己的大射电望远镜。这方面的研究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”的建成投产，以及随后的正式运营和对国内天文学家的开放，中国在快速射电爆发领域的实力迅速崛起。

中国天眼是世界上最灵敏的射电望远镜，具有巨大的聚光面积和超强的电波收集能力。它具有精确控制的变形能力，能够聚焦和稳定跟踪天体。借助FAST的最新观测，中国科学家取得了一系列重大成就。

天文武器有助于观察

结束了无线电突发的理论争论

至于神秘的毫秒射电爆发，以往的理论研究有两种观点：——。一种认为毫秒射电爆发是粒子碰撞引起的，另一种认为是粒子通过强磁场引起的。

国家天文台首席研究员韩金林表示，FAST的观测结果直接结束了理论上的争论。“通过对11次射电爆发的高灵敏度极化信号分析，中国研究人员用直接观测否定了粒子碰撞理论。”

这个决定性的研究来自于北京大学教授、国家天文台研究员李克佳。2019年，该团队使用FAST检测了一个全球仅有21例的快速无线电突发FRB180301。

更大的惊喜来自对11个突发无线电波的高灵敏度极化信号分析。李克佳说，过去世界上的望远镜只记录了30多个爆炸源中的少数几个的偏振信号，能详细研究的样本很少。FAST组装的接收机具有很好的偏振测量能力，在观测到的11个突发信号中，7毫秒闪光突发可以很好地分辨其偏振。

李克佳认为，这七个极化不仅在变化，而且表现出变化的多样性。这说明宇宙中的爆炸源可能来自致密恒星磁层中的物理过程，而不是粒子碰撞。

今年8月，北京师范大学的林霖博士、北京大学的张春锋博士、国家天文台的王佩博士等联合研究小组利用FAST观测到银河系中一颗已知磁星SRG1935 2154出现了数十次伽马射线爆发。王佩说，FAST的测量结果将对促进快速射电爆发的起源和物理机制的研究发挥重要作用。

10月29日和11月4日，这两篇研究论文发表在《自然》杂志上。中国科学家在这项研究中处于领先地位

“对于大国来说，我们在国际天文学领域的地位是不同的。在射电天文学领域，我们已经进入了第一个团队。”中国科学院院士、FAST科学委员会主任吴相平说。

寻找银河系外的第一颗射电脉冲星

测量技术具有广阔的应用前景

正式“服役”近一年，FAST堪称“劳动模范”。根据国家天文台公布的数据，FAST的观测服务超过5200机时，接近预期目标的两倍，累计脉冲星数超过240颗。基于FAST数据发表了40多篇高级论文。

目前FAST发现的脉冲星包括被称为“黑寡妇”的新脉冲双星系统和被称为“红背蜘蛛”的毫秒脉冲双星。借助FAST的高灵敏度，脉冲星信号掩蔽现象和脉冲星信号到达时延细节得到清晰观察。

吴相平说，预计在未来五年内，FAST将发现1000颗脉冲星，甚至发现银河系外的第一颗射电脉冲星。

随着性能的提高，FAST的科学潜力逐渐显现。它的灵敏度是世界第二大单孔径射电望远镜的2.5倍以上。它的超灵敏度使其在无线电瞬变源方面有很大的潜力，有望在短时间内实现纳米赫兹的引力波探测。同时，它有能力将中国的深空探测和通信能力扩展到太阳系的边缘，以满足国家的重大战略需求。

FAST的先进测量技术远远超过望远镜本身，在其他领域具有重要的应用前景。国家天文台研究员、FAST总工程师江鹏表示，在高精度地质勘探中，FAST可以利用惯性组件和卫星导航融合技术，为重力测量提供高精度的位置和方位姿态基准；海洋测绘采用惯性器件与声纳等测量技术相结合的方式，实现海底测绘，为勘探区域作业的机械设备建立高精度时空和姿态基准。

观测应用的竞争非常激烈

明年它将向全世界开放

只有每天摸着望远镜观察的人，才能发现前沿问题。只有拥有自己的“大望远镜”，才能从观察的角度做出更有独创性、世界领先的成就。

1993年，包括中国在内的10个国家的天文学家提议建造新一代射电望远镜。活跃在国际天文学界的南任栋毅然回国，力促中国自主建造自己的“大望远镜”。

此后，1994年开始选址和前期研究，2016年9月正式开业，今年年初又正式开业运营。从前期的研究到“中国天眼”的完成，历时26年，近百名研究人员源源不断的参与项目，最终实现了“天眼”从无到有成为世界领袖的梦想。

在工程建设方面，FAST实现了多项自主创新，显著推动了我国相关产业技术的创新和发展。FAST的新设计理念创造了建造巨型望远镜的新模式。多年来，工程团队进行了一系列技术研究，克服了力学、测量、控制、材料、大型结构等诸多技术难题。各项技术指标均达到设计要求。

FAST的反射面相当于30个足球场，是世界上最灵敏的射电望远镜，极大地拓展了人类的视野，最终给了中国天文学家一个走在世界科研前沿的机会。

今年2月，当新冠肺炎肺炎疫情严重时，FAST团队克服困难，正式启动了科学委员会选定的五个重点和重大项目。近百名科学家开始使用和处理FAST科学数据。4月，时间分配委员会开始向国内天文学界征集免费申请，已收到170多份申请，其中外部用户比例高达95.7%。

"未来10年，中国将迎来射电天文学发展的黄金时代."吴相平说，为了发挥更大的科学价值，计划明年向世界各地的科学家开放FAST，为探索宇宙奥秘、促进人类文明进步、构建人类命运共同体做出贡献。