中新網(wǎng)北京1月6日電 (記者 孫自法)北京時間1月6日凌晨，中國科學(xué)院國家天文臺科研人員領(lǐng)導(dǎo)的國際合作團隊通過被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)，又一重磅天文科研成果論文獲國際學(xué)術(shù)期刊《自然》以封面文章上線發(fā)表，引發(fā)學(xué)界矚目。

作為目前世界上最大最靈敏的單口徑射電望遠鏡，“中國天眼”以雄厚科研實力在國際中低頻射電天文領(lǐng)域“傲視群雄”：

FAST年觀測時長超過5300小時，遠超國際同行預(yù)期的工作效率；FAST已發(fā)現(xiàn)約500顆脈沖星，成為運行以來世界上發(fā)現(xiàn)脈沖星效率最高的天文設(shè)備；FAST中性氫譜線測量星際磁場取得重大進展，為解決恒星形成三大經(jīng)典問題之一的“磁通量問題”提供重要觀測證據(jù)；FAST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(gòu)；FAST“銀道面脈沖星快照巡天”項目不到兩年所發(fā)現(xiàn)的脈沖星數(shù)量已超越美國阿雷西博望遠鏡15年的搜尋結(jié)果……

在開放運行效率和質(zhì)量不斷提高的基礎(chǔ)上，F(xiàn)AST這一具有超高靈敏度優(yōu)勢的觀天利器未來如何巡天探宇、解密星空？人類之眼如何通過“中國天眼”更多、更好地認知宇宙？在基于FAST的最新成果論文發(fā)表前夕，中科院于1月5日在北京舉行2022年度首場新聞發(fā)布會，專題介紹大國重器“中國天眼”高質(zhì)量開放運行及系列重要科研進展，并權(quán)威回應(yīng)FAST后續(xù)發(fā)展目標(biāo)、規(guī)劃等備受關(guān)注和值得期待的議題。

中科院國家天文臺臺長常進院士表示，F(xiàn)AST運行已進入出好成果、大成果階段。在未來觀測中，F(xiàn)AST將致力于尋找全世界都在尋找的小于1毫秒的亞毫秒脈沖星，并尋找脈沖星和黑洞組成的雙星，以及開展中性氫巡天，“這是FAST最具優(yōu)勢的地方，它的靈敏度高，在中性氫巡天方面預(yù)期取得重大成果發(fā)現(xiàn)”。

中科院國家天文臺研究員、FAST科學(xué)委員會主任武向平院士還擔(dān)任國際大科學(xué)工程“平方公里陣列射電望遠鏡”(SKA)中國首席科學(xué)家，他說，中國射電天文學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略要堅持自主研究與國際合作相結(jié)合，單口徑與干涉陣列協(xié)同發(fā)展，國內(nèi)立足單口徑FAST，國際參與干涉陣列SKA，推動FAST“看得深”和SKA“看得廣”實現(xiàn)互補，目標(biāo)是讓中國射電望遠鏡的靈敏度持續(xù)保持國際領(lǐng)先。

武向平透露，F(xiàn)AST正在醞釀給全國中小學(xué)生開放1%觀測時間，大約50個小時，征集遴選青少年關(guān)于天文領(lǐng)域的奇思妙想，中小學(xué)生提出科學(xué)想法，由天文學(xué)家?guī)椭麄儊韺崿F(xiàn)，并為入選孩子們創(chuàng)造跟科學(xué)家一起在FAST工作的機會。

針對神秘的快速射電暴(FRB)現(xiàn)象、中性氫宇宙研究、脈沖星搜尋等天文熱點前沿，“中國天眼”未來有何具體安排？中科院國家天文臺在新聞發(fā)布會上也一一予以回復(fù)。

——快速射電暴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)，2013年正式定名。這方面，F(xiàn)AST后續(xù)將充分發(fā)揮其靈敏度優(yōu)勢，開展快速觸發(fā)快速射電暴后隨觀測，監(jiān)測產(chǎn)生快速射電暴的磁星，跟進重復(fù)爆發(fā)快速射電暴，深化多波段共視觀測快速射電暴國際合作，及時跟進針對高能暫現(xiàn)源、特殊伽馬暴和超亮超新星的觀測，探究其物理本質(zhì)。

——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。作為探測暗弱中性氫源的天文利器，通過FAST的中性氫星系巡天力爭探測到10萬個以上星系的中性氫譜線。

目前，中科院國家天文臺研究團隊已完成中性氫星系巡天數(shù)據(jù)處理工具開發(fā)及相應(yīng)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、最鄰近的星系等不同尺度巡天，旨在探索宇宙物質(zhì)在不同尺度上的分布，進一步理解暗物質(zhì)屬性，解讀星系形成和演化的過程。

——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，是國際大型射電望遠鏡觀測的主要科學(xué)目標(biāo)之一。

FAST配備19波束L波段接收機，是當(dāng)今世界上最強大的脈沖星搜尋利器和脈沖星最高精度測時設(shè)備，目前僅完成15%的 FAST天空覆蓋，新發(fā)現(xiàn)約500顆脈沖星，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。

前期脈沖星觀測積累大量高價值源需后隨跟進觀測，中科院國家天文臺將充分挖掘FAST的科學(xué)潛力，通過脈沖星偏振、測時、閃爍等方法開展軌道測量、引力效應(yīng)檢驗等工作，來測量脈沖星質(zhì)量，檢驗脈沖星強場引力。

同時，利用FAST發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星效率非常高的優(yōu)勢，開展大樣本高精度毫秒脈沖星和脈沖雙星搜尋與研究，增加中國脈沖星測時陣(CPTA)候選體，提高探測引力波靈敏度，檢驗廣義相對論、建立脈沖星時間標(biāo)準(zhǔn)，研究雙星系統(tǒng)的形成與演化、輻射束結(jié)構(gòu)、軌道運動學(xué)等。FAST還將打開納赫茲引力波天文學(xué)窗口，開展納赫茲引力波的直接探測研究。

中科院國家天文臺表示，“中國天眼”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上，不斷產(chǎn)出深化人類對宇宙認知的科學(xué)成果。(完)

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