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中国望远镜发现脉冲星实现“零的突破”之三大关键词

来源:中国科学院 作者: 2017年10月12日 14:31
[导读] 

文章来源:中国新闻网 张素 发布时间:2017-10-12

中国科学院国家天文台10月10日在北京宣布500米口径球面射电望远镜(FAST)取得首批成果:找到6颗新的脉冲星,实现中国科学家用中国望远镜发现脉冲星“零的突破”。记者截取三个关键词进行解读。

望远镜:开启寻星的激越时代

中国自主研制的FAST坐落于贵州省喀斯特洼地之中,其接收面积相当于30多个足球场大小,是目前世界上最灵敏的单口径射电望远镜。

它有多灵敏?经横向比较,FAST发现第一颗新脉冲星仅用了52.4秒观测,得到的信号噪声比值是澳大利亚64米口径望远镜Parkes验证时所用2100秒观测的3倍。

人类已寻找到2500多颗脉冲星,有一半源于拥有先进技术和优越地理位置的Parkes。有分析称,FAST未来有望找到4000余颗脉冲星。

中国科学院国家天文台研究员、FAST工程副总工程师李菂当日介绍了FAST脉冲星搜索规划,接下来将“尝试计时观测,开启中国望远镜发现中子星的激越时代。”

寻找脉冲星仅是FAST所列科学目标之一。李菂对中新社记者说,FAST也在巡视宇宙的中性氢、获取银河系结构、探索太空生命起源等方面进行调试。

脉冲星:聆听宇宙的稳定心跳

脉冲星是一种特殊的中子星,在银河系中主要分布于银盘和球状星团中。它的辐射束周期性快速扫过地球,地球人由此捕捉到一个个周期脉冲。这种极端天体在1967年被约瑟琳·贝尔意外发现,人们将首颗脉冲星编号为CP1919——FAST在2016年首次试观测,对准的也是这个目标。

更通俗地说,脉冲星是巨大的恒星们死亡后留下的致密遗骸,“比太阳还要重,却只有北京市五环那么大。”它们旋转飞快,通常几秒就能自转一周,快的甚至1秒内自转数百圈。

中国科学院国家天文台当日公布了由FAST发现的两颗脉冲星。其中一颗据估算距地球4100光年,自转周期0.59秒,李菂将观测信号比喻为“孩子的心跳”。

发现脉冲星有什么用?科学家们回答,一方面在于它具有地面实验室无法实现的极端物理性质,研究它有望得到重大物理学问题的答案;另一方面在于它是深空导航等重大科学及技术应用的理想工具。

比如通过长期监测快速旋转的射电脉冲星,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。

新发现:国之重器的承上启下

FAST还处于调试阶段,望远镜的指向调节尚不灵活,因此科学家们采用“漂移扫描”方式进行观测。所谓漂移扫描类似于“守株待兔”,即望远镜固定指向天顶,等待天体“运动”到望远镜的视野里。

FAST的调试难度不亚于建设难度,FAST调试组组长姜鹏说,调试工作涉及测量、控制、力学、电子学、天文等多学科领域,在500米尺度上实现毫米级测量及控制精度,“没有成熟经验可供参考”。

姜鹏及他的团队正在围绕调试及运行阶段的一些关键技术展开研究,并取得重要进展,例如基于陶瓷电容技术研制的高压滤波器,对新疆110米口径、云南120米口径的望远镜也有重要借鉴意义。

中国科学院国家天文台台长严俊透露说,经过一年紧张调试,FAST调试进展超过预期及国际同类大型设备的惯例。此外,FAST积累了700个小时的试观测时长,提前超额完成了本年度的试观测任务。

严俊说,FAST将在未来两年继续调试以达到设计指标、通过国家验收,早日面向国内外学者开放。



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[责任编辑:kb104]
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