“中國天眼”FAST建成運行以來，觀天成效如何?記者近日從中國科學(xué)院國家天文臺獲悉，中國天眼FAST目前已發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量超過240顆，基于FAST數(shù)據(jù)發(fā)表的高水平論文達到40余篇。這意味著，隨著性能的提升，F(xiàn)AST的科學(xué)潛力正在逐步顯現(xiàn)。

近日兩項重磅研究成果出爐

FAST，是世界最大單口徑射電望遠鏡——500米口徑球面射電望遠鏡的簡稱，亦有“中國天眼”之稱。它是由人民科學(xué)家、時代楷模南仁東先生于上世紀九十年代提出構(gòu)想，歷時二十余年建設(shè)完成的巨型射電望遠鏡。其靈敏度為全球第二大單口徑射電望遠鏡的2.5倍以上，對促進我國天文學(xué)實現(xiàn)重大原創(chuàng)突破具有重要意義。

FAST的順利運行，使我國相關(guān)科研團隊迅速成為國際快速射電暴領(lǐng)域的核心研究力量。記者獲悉，中國天眼FAST最新的觀測揭示了宇宙毫秒無線電爆發(fā)的新物理，研究成果正陸續(xù)發(fā)表于國際科學(xué)期刊《自然》雜志上。

其中一項重大成果，是北京大學(xué)教授、國家天文臺研究員李柯伽研究團隊利用FAST探測到一例全世界僅有21例的快速射電暴重復(fù)爆F(xiàn)RB180301，在國際上首次發(fā)現(xiàn)該重復(fù)爆的輻射具有非常豐富的偏振特征。這一觀測對快速射電暴的輻射起源提供了新的信息，顯示了磁層在快速射電暴輻射機制中的作用。該成果論文已于北京時間10月29日在國際科學(xué)期刊《自然》雜志上正式發(fā)表。

另一成果，是北京師范大學(xué)林琳博士、北京大學(xué)張春風(fēng)博士、國家天文臺王培博士等聯(lián)合研究團隊利用FAST對銀河系磁星軟伽馬重復(fù)暴源SGR 1935+2145進行多波段聯(lián)合觀測。在SGR 1935+2145發(fā)生高能爆暴發(fā)的同時，借助FAST超高的靈敏度對射電波段流量給出了迄今為止最嚴格的限制。該成果說明SGR和FRB爆暴發(fā)具有較弱的相關(guān)性，磁星暴發(fā)產(chǎn)生FRB必須依賴于極其特殊的物理條件。相關(guān)論文于北京時間11月5日在國際科學(xué)期刊《自然》雜志正式發(fā)表。

FAST科學(xué)潛力正逐步顯現(xiàn)

FAST從預(yù)研到完成花費了26年的時間，前后四代近百名科研工作者前赴后繼投入到這個項目中。FAST它的反射面面積相當(dāng)于大約30個標準足球場，無可爭議地成為世界最靈敏的單口徑射電望遠鏡，大大拓展人類的視野，也使中國的天文學(xué)家終于有機會走到人類視界的最前沿。

隨著一系列關(guān)鍵技術(shù)的突破，F(xiàn)AST自2016年落成以來，經(jīng)過三年多的調(diào)試，于2020年1月11日通過國家驗收并正式開放運行。目前設(shè)施運行穩(wěn)定可靠，近一年已經(jīng)觀測服務(wù)了超過5200個觀測機時，達到超過預(yù)期設(shè)計目標近2倍。

“FAST靈敏度達全球第二大單口徑射電望遠鏡的2.5倍以上，超強靈敏度使其在射電瞬變源方面具有重大潛力。”中國科學(xué)院院士、國家天文臺臺長常進介紹，F(xiàn)AST有望在短時期時間內(nèi)實現(xiàn)納赫茲的引力波探測、捕捉到宇宙大爆炸時期的原初引力波，為研究宇宙大爆炸原初時刻的物理過程提供數(shù)據(jù)支撐。同時它還有能力將我國深空探測及通訊能力延伸至太陽系邊緣，滿足國家重大戰(zhàn)略需求。

值得指出的是，F(xiàn)AST發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量已超過240顆，包括被稱作“黑寡婦”的新脈沖雙星系統(tǒng)，以及有“紅背蜘蛛”之稱的具有掩食現(xiàn)象的毫秒脈沖雙星。借助FAST的高靈敏度，脈沖星信號掩食現(xiàn)象以及脈沖星信號到達時間延遲等細節(jié)變化，都被清晰觀測到。

當(dāng)前，引力波的探測是天文學(xué)界的熱門話題。中國科學(xué)院院士、FAST科學(xué)委員會主任武向平介紹，通過對毫秒脈沖星的長期監(jiān)測，選取一定數(shù)目的毫秒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。而FAST的超高靈敏度，將脈沖星的測時精度提升了至少一個數(shù)量級，這有望使人類首次具備納赫茲引力波的探測能力。

“可以說，我們已經(jīng)走在‘出大成果’的攀登之路上。”武向平說。

明年將向全世界開放

為實現(xiàn)在短時間內(nèi)“多出成果、出大成果”的目標，F(xiàn)AST的觀測時間可謂相當(dāng)寶貴。

“目前，觀測時間的競爭已經(jīng)相當(dāng)激烈。”FAST運行和發(fā)展中心常務(wù)副主任、總工程師姜鵬告訴記者，今年2月，F(xiàn)AST團隊克服疫情影響，正式啟動科學(xué)委員會遴選出的五個優(yōu)先和重大項目，近百名科學(xué)家開始使用并處理FAST的科學(xué)數(shù)據(jù)。4月，時間分配委員會開始向國內(nèi)天文界征集自由申請項目，目前已經(jīng)接到170余份申請。

“申請的總時間約5500個小時，實際批準1500個機時，只有30%能得到支持。”姜鵬說。

據(jù)了解，為讓這一“大國重器”的價值得以充分發(fā)揮，F(xiàn)AST團隊夜以繼日精準調(diào)試，盡最大力量將FAST維持在最佳狀態(tài)，力爭通過優(yōu)化技術(shù)保障，讓觀測時間得以安排得更加“緊湊”。

“今天取得的成果，只是證明了望遠鏡科學(xué)產(chǎn)出所能達到的高度，但這不應(yīng)該是終點，而是一個新的起點。”武向平表示，為了發(fā)揮更大的科學(xué)價值，計劃明年將FAST向全世界科學(xué)家開放使用。