我國科學(xué)家利用“中國天眼”FAST獲得的測量結(jié)果,,為解決恒星形成三大經(jīng)典問題之一的“磁通量問題”提供了重要觀測證據(jù)。相關(guān)成果1月6日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》以封面文章形式發(fā)表,。
這是FAST最新產(chǎn)出的一系列重磅成果之一,。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(lǐng)域的觀天利器,。
共發(fā)現(xiàn)約500顆脈沖星 運行以來發(fā)現(xiàn)脈沖星效率世界最高
發(fā)現(xiàn)脈沖星是國際大型射電望遠(yuǎn)鏡觀測的主要科學(xué)目標(biāo)之一。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(shè)備。
脈沖星是大質(zhì)量恒星死亡后的“遺骸”,,一顆方糖大小的體積就有上億噸的質(zhì)量,,脈沖星能夠發(fā)射出高度周期性的脈沖,周期在1.4毫秒到23秒之間,。被稱為“毫秒脈沖星”的短周期脈沖星,,可以與地球上最好的原子鐘相媲美。
“FAST配備19波束L波段接收機,,是世界上最強大的脈沖星搜尋利器,。”中科院國家天文臺研究員韓金林介紹,,新發(fā)現(xiàn)的約500顆脈沖星中,,包括一批最暗弱的脈沖星、挑戰(zhàn)當(dāng)代銀河系電子分布模型的大色散量脈沖星,、毫秒脈沖星,、脈沖雙星、一批模式變化和消零脈沖星以及射電暫現(xiàn)源等,。
由韓金林領(lǐng)導(dǎo)的FAST重大優(yōu)先項目“銀道面脈沖星快照巡天”在不到兩年時間里,,新發(fā)現(xiàn)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(guān)論文于2021年5月在國內(nèi)學(xué)術(shù)期刊《天文和天體物理學(xué)研究》發(fā)表。
與此同時,,我國科學(xué)家還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。
據(jù)悉,,后續(xù)對這些脈沖星的測時觀測,,可以探測來自遙遠(yuǎn)星系的低頻引力波,還可用于建立脈沖星時間和空間基準(zhǔn),。
探究宇宙奧秘 中性氫及快速射電暴探測取得新進展
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,。對中性氫進行探測,、研究,對于理解暗物質(zhì),、暗能量屬性,,解讀星系形成和演化過程等具有重要意義。
國家天文臺慶道沖,、李菂領(lǐng)導(dǎo)的國際合作團隊采用原創(chuàng)的中性氫窄線自吸收(HINSA)方法,,利用FAST首次獲得原恒星核包層中的高置信度的塞曼效應(yīng)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),。
據(jù)介紹,,研究團隊將通過FAST中性氫星系巡天,預(yù)期探測到10萬個以上星系的中性氫譜線,,目前已完成數(shù)據(jù)處理相關(guān)準(zhǔn)備工作,,即將開始大規(guī)模的宇宙大尺度、局部宇宙,、星系間,、最鄰近星系等不同尺度的巡天。
快速射電暴(FRB)是射電波段最亮的持續(xù)僅幾毫秒的神秘現(xiàn)象,,最初于2007年發(fā)現(xiàn),,疑為來自河外星系的脈沖信號。因其起源與物理機制完全未知,,是當(dāng)今天體物理領(lǐng)域最大熱點之一,。
國家天文臺李菂、王培,、朱煒瑋領(lǐng)導(dǎo)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(lǐng)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(gòu),成果論文于2021年10月在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表,。
據(jù)悉,,F(xiàn)AST多科學(xué)目標(biāo)巡天已發(fā)現(xiàn)至少6例新FRB,,正在為揭示這一宇宙中神秘現(xiàn)象的機制作出獨特的貢獻。
FAST年觀測時長超5300小時 運行效率和質(zhì)量不斷提高
“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(yuǎn)超國際同行預(yù)期的工作效率,為FAST科學(xué)產(chǎn)出起到重要支撐作用,?!盕AST運行和發(fā)展中心常務(wù)副主任,、總工程師姜鵬說,。
自2020年1月FAST通過國家驗收以來,F(xiàn)AST科學(xué)委員會統(tǒng)籌規(guī)劃科學(xué)方向,、遴選重大項目,、制定數(shù)據(jù)開放政策、分配觀測時間等,;圍繞FAST優(yōu)勢科學(xué)目標(biāo),,征集遴選了五個優(yōu)先重大項目,組織全國優(yōu)秀科研團隊,,開展大團隊集中攻關(guān),,取得一系列重要成果。
2021年3月31日,,F(xiàn)AST正式向全球開放共享,,向全球天文學(xué)家征集觀測申請,此次征集收到來自不同國家共7216小時的觀測申請,,最終14個國家(不含中國)的27份國際項目獲得批準(zhǔn),,并于2021年8月啟動科學(xué)觀測。
國家天文臺研究員武向平院士透露,,F(xiàn)AST正在醞釀向全國中小學(xué)生開放1%的觀測時間,。“幫助孩子們實現(xiàn)探索宇宙的愿望,,希望此舉能在孩子們心中種下科學(xué)的種子,,將來成長為國之棟梁?!蔽湎蚱秸f,。
據(jù)介紹,F(xiàn)AST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(rèn)知的科學(xué)成果,。