——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報
在不到2個月內(nèi),“中國天眼”發(fā)現(xiàn)了6顆脈沖星,這是我國的射電望遠(yuǎn)鏡首次發(fā)現(xiàn)脈沖星。作為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(簡稱FAST)的首批成果,這6顆脈沖星的科學(xué)意義顯然不僅于此,通過對脈沖星的研究,有望解答許多重大物理學(xué)問題。
開啟中國原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)時代
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,但由于其信號暗弱,易被人造電磁干擾淹沒,目前只觀測到一小部分。而FAST望遠(yuǎn)鏡是目前唯一工作頻段完整覆蓋300MHz—3GHz的射電望遠(yuǎn)鏡,工作頻段內(nèi)具有超高靈敏度,可以清晰地看到每一個脈沖。
今年8月,F(xiàn)AST開展掃描試觀測。截至記者發(fā)稿時,F(xiàn)AST一共發(fā)現(xiàn)了6顆脈沖星,其中最早發(fā)現(xiàn)的兩顆分別于8月22日、25日在南天銀道面通過漂移掃描發(fā)現(xiàn),一顆據(jù)估算距離地球1.6萬光年,另一顆據(jù)估算距離地球約4100光年。最新發(fā)現(xiàn)的4顆都是國慶期間剛剛得到認(rèn)證。
“通過漂移掃描,同時對中性氫、脈沖星、銀河系結(jié)構(gòu)和中子譜線等進(jìn)行多科學(xué)目標(biāo)同時掃描巡天觀測,這在世界上從來沒有實現(xiàn)過?!薄疤煅邸惫こ谈笨偣こ處熇钋呎f?!耙寻l(fā)現(xiàn)的脈沖星大多在銀河系,而FAST可以在距離200萬光年的空間有所探索。”國際知名脈沖星天文學(xué)家喬治·郝博思對于FAST未來的科研產(chǎn)出充滿期待。毋庸置疑,F(xiàn)AST將開啟利用中國射電望遠(yuǎn)鏡產(chǎn)生原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)的時代。
將對探測引力波做貢獻(xiàn)
脈沖星的發(fā)現(xiàn)對于人類有何意義呢?“脈沖星的本質(zhì)是中子星,中子星的密度非常大,相當(dāng)于1立方厘米的體積上負(fù)載了1億噸的質(zhì)量。想象一下,把一頭重達(dá)5噸的非洲大象或是幾十萬噸的“鳥巢”,壓縮到中子星的密度,也就和一個圖釘一般大。這就使得脈沖星具有在地面實驗室無法實現(xiàn)的極端物理性質(zhì),是理想的天體物理實驗室?!崩钋叴蛄藗€比方。
除了密度大,脈沖星的自轉(zhuǎn)周期極其穩(wěn)定,它是以相對論的速度轉(zhuǎn)動,從而可以提供接近原子鐘精度的時鐘信號。物理學(xué)意義的測量,實際上到最后就是對時間的測量。未來,F(xiàn)AST將發(fā)現(xiàn)更多守時精準(zhǔn)的毫秒脈沖星,對其進(jìn)行研究,會對基礎(chǔ)物理學(xué)起到很大的推進(jìn)作用,有望解答許多重大的物理學(xué)問題,包括對引力和廣義相對論的檢測。
通過對快速旋轉(zhuǎn)的射電脈沖星進(jìn)行長期監(jiān)測,選取一定數(shù)目的脈沖星組成計時陣列,可以探測來自超大質(zhì)量雙黑洞等天體發(fā)出的低頻引力波。未來,F(xiàn)AST將對脈沖星計時陣探測引力波做出原創(chuàng)貢獻(xiàn)。此外,科學(xué)探索越往深空走,脈沖星可以提供一個基準(zhǔn)的天空坐標(biāo)網(wǎng),從而起到“導(dǎo)航”作用。
?。ㄔd于《解放日報》 2017-10-11 03版)
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