張泉　宋晨

我國科學家利用“中國天眼”FAST獲得的測量結果，為解決恒星形成三大經(jīng)典問題之一的“磁通量問題”提供了重要觀測證據(jù)。相關成果1月6日在國際學術期刊《自然》以封面文章形式發(fā)表。

這是FAST最新產(chǎn)出的一系列重磅成果之一?；诔哽`敏度的明顯優(yōu)勢，F(xiàn)AST已成為中低頻射電天文領域的觀天利器。

發(fā)現(xiàn)脈沖星是國際大型射電望遠鏡觀測的主要科學目標之一。截至目前，F(xiàn)AST共發(fā)現(xiàn)約500顆脈沖星，成為自其運行以來世界上發(fā)現(xiàn)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(fā)射出高度周期性的脈沖，周期在1.4毫秒到23秒之間。被稱為“毫秒脈沖星”的短周期脈沖星，可以與地球上最好的原子鐘相媲美。

“FAST配備19波束L波段接收機，是世界上最強大的脈沖星搜尋利器。”中科院國家天文臺研究員韓金林介紹，新發(fā)現(xiàn)的約500顆脈沖星中，包括一批最暗弱的脈沖星、挑戰(zhàn)當代銀河系電子分布模型的大色散量脈沖星、毫秒脈沖星、脈沖雙星、一批模式變化和消零脈沖星以及射電暫現(xiàn)源等。

由韓金林領導的FAST重大優(yōu)先項目“銀道面脈沖星快照巡天”在不到兩年時間里，新發(fā)現(xiàn)279顆脈沖星，其中65個為毫秒脈沖星，在雙星系統(tǒng)中的有22顆。相關論文于2021年5月在國內(nèi)學術期刊《天文和天體物理學研究》發(fā)表。

與此同時，我國科學家還開展多波段合作觀測，開啟脈沖星搜索新方向，并打開研究脈沖星電磁輻射機制的新途徑。

據(jù)悉，后續(xù)對這些脈沖星的測時觀測，可以探測來自遙遠星系的低頻引力波，還可用于建立脈沖星時間和空間基準。

探究宇宙奧秘 中性氫及快速射電暴探測取得新進展

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。對中性氫進行探測、研究，對于理解暗物質、暗能量屬性，解讀星系形成和演化過程等具有重要意義。

國家天文臺慶道沖、李菂領導的國際合作團隊采用原創(chuàng)的中性氫窄線自吸收（HINSA）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，為解決恒星形成三大經(jīng)典問題之一的“磁通量問題”提供了重要的觀測證據(jù)。

據(jù)介紹，研究團隊將通過FAST中性氫星系巡天，預期探測到10萬個以上星系的中性氫譜線，目前已完成數(shù)據(jù)處理相關準備工作，即將開始大規(guī)模的宇宙大尺度、局部宇宙、星系間、最鄰近星系等不同尺度的巡天。

快速射電暴（FRB）是射電波段最亮的持續(xù)僅幾毫秒的神秘現(xiàn)象，最初于2007年發(fā)現(xiàn)，疑為來自河外星系的脈沖信號。因其起源與物理機制完全未知，是當今天體物理領域最大熱點之一。

國家天文臺李菂、王培、朱煒瑋領導的國際合作團隊利用FAST對快速射電暴FRB121102進行觀測，在約50天內(nèi)探測到1652次爆發(fā)事件，獲得迄今最大的快速射電暴爆發(fā)事件樣本，超過此前本領域所有文章發(fā)表的爆發(fā)事件總量，首次揭示了快速射電暴爆發(fā)率的完整能譜及其雙峰結構，成果論文于2021年10月在國際學術期刊《自然》發(fā)表。

據(jù)悉，F(xiàn)AST多科學目標巡天已發(fā)現(xiàn)至少6例新FRB，正在為揭示這一宇宙中神秘現(xiàn)象的機制作出獨特的貢獻。

“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(chǎn)出起到重要支撐作用?！盕AST運行和發(fā)展中心常務副主任、總工程師姜鵬說。

自2020年1月FAST通過國家驗收以來，F(xiàn)AST科學委員會統(tǒng)籌規(guī)劃科學方向、遴選重大項目、制定數(shù)據(jù)開放政策、分配觀測時間等;圍繞FAST優(yōu)勢科學目標，征集遴選了五個優(yōu)先重大項目，組織全國優(yōu)秀科研團隊，開展大團隊集中攻關，取得一系列重要成果。

2021年3月31日，F(xiàn)AST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。

國家天文臺研究員武向平院士透露，F(xiàn)AST正在醞釀向全國中小學生開放1%的觀測時間。“幫助孩子們實現(xiàn)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?！蔽湎蚱秸f。

據(jù)介紹，F(xiàn)AST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(chǎn)出深化人類對宇宙認知的科學成果。