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安慰南老,“中国天眼”发现脉冲星

FAST最早将于明年捕获河外射电脉冲星,正在做技术准备

中国首次用自己的望远镜发现了新的脉冲星! 快就是强

FAST望远镜在满天繁星下呈现出的美丽景观。 新华社发

FAST望远镜呈现星空下的美丽风景。新华社

“中国天眼”首次发现多颗脉冲星,助力星际导航发展

中国科学院国家天文台10月10日宣布,被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST)证实发现了多颗脉冲星。 这是中国天文望远镜首次发现脉冲星。

FAST工程副总工程师李和表示,FAST调试进度超出预期,系统已开始科学输出。 目前已探测到数十颗优质脉冲星候选星,其中6颗已通过国际认证。

脉冲星导航实验卫星(XPNAV)相关负责人向新京报记者解释,脉冲星的研究将帮助我们了解宇宙的起源,为航天器星际导航提供精准导航。 不久前去世的FAST总工程师兼首席科学家南仁东表示,这个巨大的“天眼”甚至可以寻找可能的地外文明。

研究脉冲星可能会带来重大的物理答案

脉冲星是由恒星演化和超新星爆炸产生的快速旋转的中子星。 它的密度极高,每立方厘米重达数亿吨。 脉冲星旋转速度非常快,并且具有精确的旋转周期,使它们成为宇宙中最准确的时钟。 正因为如此,脉冲星会发出来来去去的周期性脉冲,就像一座闪烁的旋转灯塔。

这种特殊的“能力”使得脉冲星在授时、引力波探测、广义相对论测试等领域有着重要的应用。 李迪表示,脉冲星具有地面实验室无法实现的极端物理特性,对脉冲星的研究有望解答许多重大物理问题。

据中科院科普账号《科学庭院》介绍,脉冲星的观测不仅可以研究脉冲星本身的极端物理状态,还可以研究星际介质、银河系磁场、和引力波。

过去50年来,天文学家观测到了2700多颗各种类型的脉冲星。 由于脉冲星的特殊性,诺贝尔物理学奖两次授予与脉冲星相关的发现(1974年,发现第一颗脉冲星;1993年,发现双星系统中第一颗脉冲星并利用它)很好地验证了引力波辐射理论)。

未来预计将发现6颗已确认的毫秒脉冲星

据国家天文台称,FAST已探测到数十颗优质脉冲星候选体。 经过国际合作,如利用澳大利亚64米帕克斯望远镜进行观测认证,首批两颗脉冲星获得认证:一颗编号为J1859-0131(又称FP1-FAST脉冲星#1),自转周期为1.83秒。 根据估计距离地球为16000光年; 其中一个编号J1931-01(也称为FP2),自转周期为0.59秒,估计距离地球约4,100光年。 这两颗脉冲星分别于今年8月22日和25日被发现。

另外4颗脉冲星也通过了国际射电天文台的认证,具体参数结果还在分析中。

宇宙中存在大量的脉冲星,但由于它们的信号微弱,容易被人为电磁干扰所淹没,迄今为止只观测到了一小部分。 国家天文台表示,灵敏度极高的FAST望远镜是发现脉冲星的理想设备,未来有望发现更多准时、精准的毫秒脉冲星。

研究宇宙起源,发展星际航行

脉冲星的自转周期极其稳定,精确的时钟信号为引力波探测、航天器导航等重大科技应用提供了理想的工具。 “对脉冲星的研究有助于我们了解中子星的内部结构和辐射机制。”脉冲星导航实验卫星(XPNAV)相关负责人表示。 了解恒星和宇宙的演化,从而推测恒星的过去、现在,甚至预测未来。”

据该负责人介绍,目前公布的两颗脉冲星的自转周期均为二级。 如果未来能够找到毫秒级脉冲星,有望用于航天器导航。

“就像我们在地面需要导航一样,航天器就像宇宙海洋中的船只,它们更需要导航,比如引导它们前往火星等其他星球。” 该负责人表示,目前航天器导航是通过从地面发射电磁波来实现的,未来利用脉冲星可以实现航天器在宇宙中的自主导航,导航精度也可能更高。 此外,脉冲星的研究也有望为引力波探测做出原创性贡献。

去年11月10日,我国发射了脉冲星导航实验卫星。 当时报道称,脉冲星导航技术成功后,可以对卫星的位置进行跟踪测量,在很长一段时间内将不再需要地面测控站的测量。

■ 扩展

持续调试两年并向国内外学者开放

美国国家天文台曾表示,FAST可以接收137亿光年外的电磁信号,其观测范围“到达宇宙边缘”。 与世界著名的德国波恩百米望远镜相比,FAST的灵敏度高出约10倍; 与美国阿雷西博350米望远镜相比,FAST的整体性能也高出10倍左右。

FAST建成后,因脉冲星研究获得1993年诺贝尔物理学奖的约瑟夫·泰勒亲自来到现场。 “这是一台世界一流的望远镜,我们期待它为人类带来更多重要的科学发现。”他说。 。

昨天,澳大利亚帕克斯望远镜科学主任乔治·霍布斯在成果发布会上表示,FAST正在逐步产生成果,这是国际天文学界最激动人心的事件之一。

国家天文台表示,未来两年FAST将继续调试,通过国家验收并向国内外学者开放。 同时,将进一步验证和优化科学观测模式,催生天文发现,力争早日成为世界一流水平的望远镜装备。

FAST总工程师兼首席科学家南仁东生前表示,借助这个巨大的“天眼”,研究人员可以窥探星际相互作用信息、观测暗物质、测量黑洞质量,甚至寻找可能的外星文明。

■ 背景

在FAST之前,中国望远镜从未观测到过脉冲星

1967年,科学家在研究行星际闪烁观测过程中,意外发现了一种时隐时现的射电脉冲源。 它的周期非常稳定,每1.3373秒记录一个脉冲信号。 科学家将其命名为脉冲星。

脉冲星是高速旋转的中子星。 最快的旋转周期可以达到毫秒量级。 它们是除黑洞之外密度最大的天体。 因此,脉冲星可以作为天然实验室来测试极端物理环境下的物质运动规律。 比如验证爱因斯坦广义相对论在强引力场中的作用,以及引力波等现象。

FAST于去年9月25日在贵州省平塘县喀斯特洼地竣工。 FAST项目由中国天文学家于1994年构想,从预研到完成历时22年。 中国科学院国家天文台牵头建设。 是我国拥有自主知识产权的世界上单口径最大、灵敏度最高的射电望远镜。

FAST的核心科学目标是寻找和发现射电脉冲星。 迄今为止,人类已发现2700多颗脉冲星。 但在FAST出现之前,中国望远镜从未捕捉到过新的脉冲星。

新京报记者 倪薇

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