——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
中國科學(xué)院國家天文臺10月10日在北京宣布500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)取得首批成果:找到6顆新的脈沖星,實現(xiàn)中國科學(xué)家用中國望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星“零的突破”。記者截取三個關(guān)鍵詞進(jìn)行解讀。
望遠(yuǎn)鏡:開啟尋星的激越時代
中國自主研制的FAST坐落于貴州省喀斯特洼地之中,其接收面積相當(dāng)于30多個足球場大小,是目前世界上最靈敏的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡。
它有多靈敏?經(jīng)橫向比較,F(xiàn)AST發(fā)現(xiàn)第一顆新脈沖星僅用了52.4秒觀測,得到的信號噪聲比值是澳大利亞64米口徑望遠(yuǎn)鏡Parkes驗證時所用2100秒觀測的3倍。
人類已尋找到2500多顆脈沖星,有一半源于擁有先進(jìn)技術(shù)和優(yōu)越地理位置的Parkes。有分析稱,F(xiàn)AST未來有望找到4000余顆脈沖星。
中國科學(xué)院國家天文臺研究員、FAST工程副總工程師李菂當(dāng)日介紹了FAST脈沖星搜索規(guī)劃,接下來將“嘗試計時觀測,開啟中國望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)中子星的激越時代?!?/p>
尋找脈沖星僅是FAST所列科學(xué)目標(biāo)之一。李菂對中新社記者說,F(xiàn)AST也在巡視宇宙的中性氫、獲取銀河系結(jié)構(gòu)、探索太空生命起源等方面進(jìn)行調(diào)試。
脈沖星:聆聽宇宙的穩(wěn)定心跳
脈沖星是一種特殊的中子星,在銀河系中主要分布于銀盤和球狀星團(tuán)中。它的輻射束周期性快速掃過地球,地球人由此捕捉到一個個周期脈沖。這種極端天體在1967年被約瑟琳·貝爾意外發(fā)現(xiàn),人們將首顆脈沖星編號為CP1919——FAST在2016年首次試觀測,對準(zhǔn)的也是這個目標(biāo)。
更通俗地說,脈沖星是巨大的恒星們死亡后留下的致密遺骸,“比太陽還要重,卻只有北京市五環(huán)那么大?!彼鼈冃D(zhuǎn)飛快,通常幾秒就能自轉(zhuǎn)一周,快的甚至1秒內(nèi)自轉(zhuǎn)數(shù)百圈。
中國科學(xué)院國家天文臺當(dāng)日公布了由FAST發(fā)現(xiàn)的兩顆脈沖星。其中一顆據(jù)估算距地球4100光年,自轉(zhuǎn)周期0.59秒,李菂將觀測信號比喻為“孩子的心跳”。
發(fā)現(xiàn)脈沖星有什么用?科學(xué)家們回答,一方面在于它具有地面實驗室無法實現(xiàn)的極端物理性質(zhì),研究它有望得到重大物理學(xué)問題的答案;另一方面在于它是深空導(dǎo)航等重大科學(xué)及技術(shù)應(yīng)用的理想工具。
比如通過長期監(jiān)測快速旋轉(zhuǎn)的射電脈沖星,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。
新發(fā)現(xiàn):國之重器的承上啟下
FAST還處于調(diào)試階段,望遠(yuǎn)鏡的指向調(diào)節(jié)尚不靈活,因此科學(xué)家們采用“漂移掃描”方式進(jìn)行觀測。所謂漂移掃描類似于“守株待兔”,即望遠(yuǎn)鏡固定指向天頂,等待天體“運動”到望遠(yuǎn)鏡的視野里。
FAST的調(diào)試難度不亞于建設(shè)難度,F(xiàn)AST調(diào)試組組長姜鵬說,調(diào)試工作涉及測量、控制、力學(xué)、電子學(xué)、天文等多學(xué)科領(lǐng)域,在500米尺度上實現(xiàn)毫米級測量及控制精度,“沒有成熟經(jīng)驗可供參考”。
姜鵬及他的團(tuán)隊正在圍繞調(diào)試及運行階段的一些關(guān)鍵技術(shù)展開研究,并取得重要進(jìn)展,例如基于陶瓷電容技術(shù)研制的高壓濾波器,對新疆110米口徑、云南120米口徑的望遠(yuǎn)鏡也有重要借鑒意義。
中國科學(xué)院國家天文臺臺長嚴(yán)俊透露說,經(jīng)過一年緊張調(diào)試,F(xiàn)AST調(diào)試進(jìn)展超過預(yù)期及國際同類大型設(shè)備的慣例。此外,F(xiàn)AST積累了700個小時的試觀測時長,提前超額完成了本年度的試觀測任務(wù)。
嚴(yán)俊說,F(xiàn)AST將在未來兩年繼續(xù)調(diào)試以達(dá)到設(shè)計指標(biāo)、通過國家驗收,早日面向國內(nèi)外學(xué)者開放。
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