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      中國天眼高質量開放運行 取得系列重要科學成果

      發布時間:2022-01-06 10:16:00來源: 央廣網

        央廣網北京1月6日消息(記者朱敏)據中央廣播電視總臺中國之聲《新聞縱橫》報道,北京時間6日凌晨,國際學術期刊《自然》雜志以封面文章形式,發表中國天眼FAST最新科學成果。國家天文臺科研團隊利用FAST首次獲得原恒星核包層中的高置信度的塞曼效應測量結果,為解決恒星形成三大經典問題之一的“磁通量問題”提供了重要的觀測證據。

        在剛剛過去的一年,國之重器中國天眼正式向全球開放共享,并發現約500顆脈沖星,成為自運行以來世界上發現脈沖星效率最高的設備,一系列重要科研成果陸續發表于國際學術期刊。2021年,中國天眼貢獻了哪些驚喜?新的一年,中國天眼又將凝視何方?

        2021年,FAST正式向全球開放共享,向全球天文學家征集觀測申請。此次征集收到來自不同國家共7216小時的觀測申請,最終14個國家(不含中國)的27份國際項目獲得批準,并于2021年8月啟動科學觀測。

        這一年,FAST運行效率和質量不斷提高,年觀測時長超過5300小時,已遠超國際同行預期的工作效率,為FAST科學產出起到重要支撐作用。

        FAST總工程師姜鵬表示:“我們產生了批量的科學成果:我們發現的脈沖星數量已經是國際上絕對的霸主地位;科研的成果產出也出現了井噴的效應。我們可以非常自信地說‘出好成果、出大成果’的階段已經開啟了?!?/p>

        截至目前,FAST共發現約500顆脈沖星,成為自其運行以來世界上發現脈沖星效率最高的設備。脈沖星是大質量恒星死亡后的“遺骸”,一顆方糖大小的體積就有上億噸的質量,脈沖星能夠發射出高度周期性的脈沖,周期在1.4毫秒到23秒之間。脈沖星是國際大型射電望遠鏡觀測的主要科學目標之一。目前,FAST發現的脈沖星已遠遠超過同一時期國際上所有其他望遠鏡發現數量的總和。

        國家天文臺研究員韓金林介紹,這僅僅完成了15%的FAST天空覆蓋?!艾F在我們找的是一個(脈沖星)最多的區域,將來把不多的區域也要找出來。找出來以后,我們大概知道天上的星演化到最后能夠產生多少脈沖星,能夠給一個天文的底數,這個東西是科學上的量變到質變的過程?!?/p>

        值得一提的是,FAST也在中性氫譜線測量星際磁場取得重大進展。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,是不同尺度物質分布的最佳示蹤物之一。國家天文臺慶道沖、李菂領導的國際合作團隊采用原創的中性氫窄線自吸收方法,利用FAST首次獲得原恒星核包層中的高置信度的塞曼效應測量結果。發現星際介質從冷中性氣體到原恒星核具有連貫性的磁場結構,異于標準模型預測,為解決恒星形成三大經典問題之一的“磁通量問題”提供了重要的觀測證據。

        FAST運行和發展中心首席科學家李菂表示:“這個工作突出的地方在于發展了一個新的觀測手段,為系統性測量分子云和中間的磁場打開了局面。天眼洞見了宛若游龍的星際磁場,浸潤于協睦磁場波紋中的分子云必將誕生新的恒星。而宇宙中間的一切誕生都有微弱的回響,中國天眼能夠非常好地捕獲這樣的回響?!?/p>

        此外,團隊利用FAST對快速射電暴FRB121102進行了觀測,在約50天內探測到1652次爆發事件,獲得迄今最大的快速射電暴爆發事件樣本,超過此前本領域所有文章發表的爆發事件總量。

        國家天文臺副研究員王培表示:“FAST的測量結果首次揭示了快速射電暴它具有特征能量,還有完整的能譜。它所輻射的快速射電暴在一個半月內輻射的總能量已經達到磁星總能量的38%,也就意味著快速射電暴本身的輻射機制必須經濟有效,這一結果也嚴格限制了快速射電暴源由單一的致密天體起源的可能性,是揭示快速射電暴基礎物理機制的重大進展?!?/p>

        據了解,FAST多科學目標巡天已經發現至少6例新快速射電暴,正在為揭示這一宇宙中神秘現象的機制、推進這一天文學全新的領域作出獨特的貢獻。

        基于超高靈敏度的明顯優勢,FAST已成為中低頻射電天文領域的觀天利器,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產出更多深化人類對宇宙認知的科學成果。

        FAST總工程師姜鵬表示,為了助力這類成果的實現,工程團隊將進一步提升FAST性能,開展FAST接收機等關鍵技術的研究。

        “這主要分兩方面:一方面進一步增加望遠鏡視場,增加望遠鏡的巡天效率;另一方面提高望遠鏡的頻率覆蓋,做更多科學目標的覆蓋。同時我們還計劃完成微波測距樣機的研制,用它來取代光學,比如激光全站儀測量設備的測量效能,以真正達到全天候、全時精度的高精度測量,同時解決我們在測量技術上的‘卡脖子’技術問題?!苯i說。

        令人興奮的是,中國科學院院士、國家天文臺研究員武向平透露, FAST正在醞釀向全國中小學生開放1%的觀測時間,也就是約50小時。武向平表示,對于觀測時間極其珍貴的FAST來說,拿出50小時,向青少年征集好的科學想法,幫助孩子們實現探索宇宙的愿望,希望此舉能在孩子們心中種下科學的種子,將來成長為國之棟梁。

        武向平說:“我們想遴選一些中小學生的想法,然后由專業的天文學家幫助他們實現他們的夢想。今年我們會做這個遴選機制。希望每年能有10個左右這樣的想法能夠實現。讓孩子們從小能夠接觸到這樣的大科學裝置,從小有科學夢想。利用FAST這樣的大國重器給孩子們創造這樣一個機會?!?/p>

      (責編: 李雨潼)

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