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“天眼”睁眼,看见6颗脉冲星

“天眼”睁眼,看见6颗脉冲星

  在不到2个月内,“中国天眼”发现了6颗脉冲星,这是我国的射电望远镜首次发现脉冲星。作为世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(简称FAST)的首批成果,这6颗脉冲星的科学意义显然不仅于此,幸运28通过对脉冲星的研究,有望解答许多重大物理学问题。

  开启中国原创发现时代

  搜寻和发现射电脉冲星是FAST核心科学目标。银河系中有大量脉冲星,但由于其信号暗弱,易被人造电磁干扰淹没,目前只观测到一小部分。而FAST望远镜是目前唯一工作频段完整覆盖300MHz—3GHz的射电望远镜,工作频段内具有超高灵敏度,可以清晰地看到每一个脉冲。

  今年8月,FAST开展扫描试观测。截至记者发稿时,FAST一共发现了6颗脉冲星,其中最早发现的两颗分别于8月22日、25日在南天银道面通过漂移扫描发现,一颗据估算距离地球1.6万光年,另一颗据估算距离地球约4100光年。最新发现的4颗都是国庆期间刚刚得到认证。

  “通过漂移扫描,同时对中性氢、脉冲星、银河系结构和中子谱线等进行多科学目标同时扫描巡天观测,这在世界上从来没有实现过。”“天眼幸运28”工程副总工程师李菂说。“已发现的脉冲星大多在银河系,而FAST可以在距离200万光年的空间有所探索。”国际知名脉冲星天文学家乔治·郝博思对于FAST未来的科研产出充满期待。毋庸置疑,FAST将开启利用中国射电望远镜产生原创发现的时代。

  将对探测引力波做贡献

  脉冲星的发现对于人类有何意义呢?“脉冲星的本质是中子星,中子星的密度非常大,相当于1立方厘米的体积上负载了1亿吨的质量。想象一下,把一头重达5吨的非洲大象或是几十万吨的“鸟巢”,压缩到中子星的密度,也就和一个图钉一般大。这就使得脉冲星具有在地面实验室无法实现的极端物理性质,是理想的天体物理实验室。”李菂打了个比方。

  除了密度大,脉冲星的自转周期极其稳定,它是以相对论的速度转动,从而可以提供接近原子钟精度的时钟信号。物理学意义的测量,实际上到最后就是对时间的测量。未来,FAST将发现更多守时精准的毫秒脉冲星,对其进行研究,会对基础物理学幸运28起到很大的推进作用,有望解答许多重大的物理学问题,包括对引力和广义相对论的检测。

  通过对快速旋转的射电脉冲星进行长期监测,选取一定数目的脉冲星组成计时阵列,可以探测来自超大质量双黑洞等天体发出的低频引力波。未来,FAST将对脉冲星计时阵探测引力波做出原创贡献。此外,科学探索越往深空走,脉冲星可以提供一个基准的天空坐标网,从而起到“导航”作用。

  (原载于《解放日报》 2017-10-11 03版)