FAST传来捷报!“中国天眼”首次发现脉冲星

FAST望远镜调试进展超过预期,探测到数十个优质脉冲星候选体,其中六颗通过国际认证,这是我国射电望远镜首次新发现脉冲星。

  10月10日上午,中科院国家天文台发布了我国500米口径球面射电望远镜(FAST)取得的首批成果。国家天文台研究员、FAST工程副总工程师李菂宣布,FAST望远镜调试进展超过预期,探测到数十个优质脉冲星候选体,其中六颗通过国际认证,这是我国射电望远镜首次新发现脉冲星。

  国家天文台台长严俊表示,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。

  具有极高灵敏度的FAST望远镜是发现脉冲星的理想设备,之前由于历史和设备原因,我国其他射电望远镜历史上探测到多颗已知脉冲星,但没发现过新脉冲星,此次6颗新脉冲星的发现是中国自主设备的首次发现。

FAST传来捷报!“中国天眼”首次发现脉冲星

脉冲星

  李菂表示,FAST在调试初期发现脉冲星,得益于卓有成效的早期科学规划和人才、技术储备,初步展示了FAST自主创新的科学能力,开启了中国射电波段大科学装置系统产生原创发现的激越时代。未来,FAST将有希望发现更多守时精准的毫秒脉冲星,对脉冲星计时阵探测引力波做出原创贡献。

  接下来的两年,FAST将继续调试,以期达到设计指标,通过国家验收,实现面向国内外学者开放。同时进一步验证、优化科学观测模式,继续催生天文发现,力争早日将FAST打造成为世界一流水平望远镜设备。

  FAST是啥?

  FAST是由国家天文台研究员、FAST工程首席科学家、总工程师南仁东带领团队逾20年的预研、推动及建设的大科学装置,是我国“十一五”重大科技基础设备之一,由国家发展改革委投资建设,于2016年9月25日竣工进入试运行、试调试阶段。

FAST传来捷报!“中国天眼”首次发现脉冲星

国家天文台研究员、FAST工程首席科学家、总工程师 南仁东

  南仁东定义其“为下一代天文学家准备的观测设备”,是目前世界上最灵敏的单口径射电望远镜。

  FAST位于贵州省平塘县名为大窝凼的喀斯特洼地之中,基于三项全部中国知识产权的自主创新——选址方法、索网主动反射面、柔性索结合并联机器人的馈源支撑,FAST突破了射电望远镜工程极限,建成为世界最大的单口径射电望远镜,其接收面积相当于30个足球场大小。

  在FAST科学和工程团队密切协作下,经过一年的紧张调试,现已实现指向、跟踪、漂移扫描等多种观测模式的顺利运行;调试进展超过预期及大型同类设备的国际惯例;并且已经开始系统的科学产出。

  发现脉冲星的意义?

  脉冲星由恒星演化和超新星爆发产生,因发射周期性脉冲信号而得名。脉冲星的本质是中子星,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,对其进行研究,有希望得到许多重大物理学问题的答案。譬如:脉冲星的自转周期极其稳定,准确的时钟信号为引力波探测、航天器导航等重大科学及技术应用提供了理想工具。

  2016年2月11日,LIGO合作组宣布首次直接探测到广义相对论预言已久的引力波之后,对引力波的探测已经成为天文学界的热门话题。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。FAST将有希望发现更多守时精准的毫秒脉冲星,对脉冲星计时阵探测引力波做出原创贡献。

  此次新发现的脉冲星

  截至目前,FAST望远镜已探测到数十个优质脉冲星候选体,其中6颗脉冲星通过国际认证,国家天文台今天主要公布了两颗:

  一颗编号J1859-0131(又名FP1-FAST pulsar #1),自转周期为1.83秒,据估算距离地球1.6万光年;

  一颗编号J1931-01(又名FP2),自转周期0.59秒,据估算距离地球约4100光年。

  这两颗脉冲星都是由FAST在南天银道面通过漂移扫描发现。

FAST传来捷报!“中国天眼”首次发现脉冲星

  图注:新脉冲星的归一化平均脉冲轮廓和单脉冲。A(上)为FP1平均脉冲轮廓,FAST通过约52.4秒漂移扫描(红色)产生信噪比为Parkes望远镜L波段积分2100秒结果(灰色)信噪比的3倍,表现出FAST高灵敏度优势。A(下)为FP1单脉冲轮廓。B为FAST采用跟踪观测5分钟,获得的另一颗新脉冲星FP2的单脉冲轮廓。

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