FAST第一鍋 | “天眼” 看到了什么？

2017年10月10日上午，中國科學(xué)院國家天文臺(tái)舉行新聞發(fā)布會(huì)，公布世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡——500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，簡稱FAST）取得的首批成果。

新聞發(fā)布會(huì)上，中國科學(xué)院國家天文臺(tái)臺(tái)長嚴(yán)俊介紹了FAST工程竣工一年來的各項(xiàng)工作進(jìn)展。中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究員李菂對FAST取得的首批成果進(jìn)行了發(fā)布：1）FAST望遠(yuǎn)鏡調(diào)試進(jìn)展超過預(yù)期；2）我國射電望遠(yuǎn)鏡首次發(fā)現(xiàn)脈沖星，探測到數(shù)十個(gè)優(yōu)質(zhì)脈沖星候選體，其中兩顆通過國際認(rèn)證。

FAST作為國之重器的大科學(xué)裝置，是我國“十一五”重大科技基礎(chǔ)設(shè)施之一，于2016年9月25日竣工進(jìn)入試運(yùn)行、試調(diào)試階段。中國科學(xué)院國家天文臺(tái)牽頭國內(nèi)多家單位，在FAST科學(xué)和工程團(tuán)隊(duì)密切協(xié)作下，經(jīng)過一年的緊張調(diào)試，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)指向、跟蹤、漂移掃描等多種觀測模式的順利運(yùn)行；調(diào)試進(jìn)展超過預(yù)期及大型同類設(shè)備的國際慣例；并且已經(jīng)開始系統(tǒng)的科學(xué)產(chǎn)出。

FAST團(tuán)組利用位于貴州師范大學(xué)的FAST早期科學(xué)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，探測到數(shù)十個(gè)優(yōu)質(zhì)脈沖星候選體，經(jīng)國際合作，例如利用澳大利亞64米 Parkes 望遠(yuǎn)鏡，進(jìn)行后隨觀測認(rèn)證，目前已通過系統(tǒng)認(rèn)證兩顆脈沖星，一顆編號(hào) J1859-0131 （又名FP1-FAST pulsar #1），自轉(zhuǎn)周期為1.83秒，據(jù)估算距離地球1.6萬光年；一顆編號(hào) J1931-01 （又名FP2），自轉(zhuǎn)周期0.59秒，據(jù)估算距離地球約4100光年。兩顆脈沖星分別由FAST于今年8月22日、25日在南天銀道面通過漂移掃描發(fā)現(xiàn)。這是我國射電望遠(yuǎn)鏡首次新發(fā)現(xiàn)脈沖星。

圖注 / 新脈沖星的歸一化平均脈沖輪廓和單脈沖。A（上）為FP1平均脈沖輪廓，F(xiàn)AST通過約52.4秒漂移掃描（紅色）產(chǎn)生信噪比為Parkes望遠(yuǎn)鏡L波段積分2100秒結(jié)果（灰色）信噪比的3倍，表現(xiàn)出FAST高靈敏度優(yōu)勢。A（下）為FP1單脈沖輪廓。B為FAST采用跟蹤觀測5分鐘，獲得的另一顆新脈沖星FP2的單脈沖輪廓。

脈沖星由恒星演化和超新星爆發(fā)產(chǎn)生，因發(fā)射周期性脈沖信號(hào)而得名。脈沖星的本質(zhì)是中子星，具有在地面實(shí)驗(yàn)室無法實(shí)現(xiàn)的極端物理性質(zhì)，是理想的天體物理實(shí)驗(yàn)室，對其進(jìn)行研究，有希望得到許多重大物理學(xué)問題的答案。譬如：脈沖星的自轉(zhuǎn)周期極其穩(wěn)定，準(zhǔn)確的時(shí)鐘信號(hào)為引力波探測、航天器導(dǎo)航等重大科學(xué)及技術(shù)應(yīng)用提供了理想工具。

搜尋和發(fā)現(xiàn)射電脈沖星是FAST核心科學(xué)目標(biāo)。銀河系中有大量脈沖星，但由于其信號(hào)暗弱，易被人造電磁干擾淹沒，目前只觀測到一小部分。具有極高靈敏度的FAST望遠(yuǎn)鏡是發(fā)現(xiàn)脈沖星的理想設(shè)備，F(xiàn)AST在調(diào)試初期發(fā)現(xiàn)脈沖星，得益于卓有成效的早期科學(xué)規(guī)劃和人才、技術(shù)儲(chǔ)備，初步展示了FAST自主創(chuàng)新的科學(xué)能力，開啟了中國射電波段大科學(xué)裝置系統(tǒng)產(chǎn)生原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)的激越時(shí)代。未來，F(xiàn)AST將有希望發(fā)現(xiàn)更多守時(shí)精準(zhǔn)的毫秒脈沖星，對脈沖星計(jì)時(shí)陣探測引力波做出原創(chuàng)貢獻(xiàn)。

接下來的兩年，F(xiàn)AST將繼續(xù)調(diào)試，以期達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，通過國家驗(yàn)收，實(shí)現(xiàn)面向國內(nèi)外學(xué)者開放。同時(shí)進(jìn)一步驗(yàn)證、優(yōu)化科學(xué)觀測模式，繼續(xù)催生天文發(fā)現(xiàn)，力爭早日將FAST打造成為世界一流水平望遠(yuǎn)鏡設(shè)備。

新聞發(fā)布會(huì)由中國科學(xué)院科學(xué)傳播局局長周德進(jìn)主持。

【關(guān)于FAST】

FAST項(xiàng)目是由國家天文臺(tái)研究員、FAST工程首席科學(xué)家、總工程師南仁東帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)逾20年的預(yù)研、推動(dòng)及建設(shè)，在國家發(fā)改委支持下，于2016年9月25日竣工。FAST落成啟用以來，受到來自國內(nèi)外、社會(huì)各界的高度關(guān)注和期待。習(xí)近平等黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人也對FAST提出了明確的指示和要求：早出成果、多出成果、出好成果、出大成果。

FAST位于貴州省平塘縣名為大窩凼的喀斯特洼地之中，基于三項(xiàng)全部中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自主創(chuàng)新——選址方法、索網(wǎng)主動(dòng)反射面、柔性索結(jié)合并聯(lián)機(jī)器人的饋源支撐，F(xiàn)AST突破了射電望遠(yuǎn)鏡工程極限，建成為世界最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，其接收面積相當(dāng)于30個(gè)足球場大小。這個(gè)被南仁東研究員定義“為下一代天文學(xué)家準(zhǔn)備的觀測設(shè)備”，是目前世界上最靈敏的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡。