贵州“天眼”取得最新丰硕成果:一口气发现201颗脉冲星!
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近期 , 国家天文台韩金林研究员领导的研究团队利用中国天眼FAST望远镜开展银道面脉冲星巡天 , 取得了重要进展 , 近日正式发布新发现201颗新脉冲星!
这些新发现中包括一批最暗弱的脉冲星、挑战当代银河系电子分布模型的大色散量脉冲星、40颗毫秒脉冲星、16颗脉冲双星、一批模式变化和消零脉冲星以及射电暂现源等 。 这些丰富的科学发现 , 近日作为封面文章在国内天文学唯一全英文国际期刊《Research in Astronomy and Astrophysics》上正式发表公布 。
【贵州“天眼”取得最新丰硕成果:一口气发现201颗脉冲星!】脉冲星是大质量恒星死亡后的残骸 , 是宇宙中密度最高、磁场最强、自转最快、相对论效应显著的一类迷人而又奇异的天体 , 是研究宇宙极端环境中物理规律的理想实验室 。 长期以来对脉冲星的研究是天文和物理的前沿领域 , 涉及引力波探测、精确验证广义相对论、限制极端物理条件下的物态方程、高精度时空基准建立等重要基本问题 。
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脉冲星的发现和研究 , 是国际上大射电望远镜关键科学目标之一 , 是在科学前沿“逐鹿中原”的必争之地 。 早年的脉冲星发现 , 以及脉冲星双星监测对引力波辐射做出的首次物理验证 , 因其意义重大 , 还曾斩获过两项诺贝尔物理学奖 。 自1968年脉冲星发现到现在50余年 , 已经发现约3000颗脉冲星 , 其中约400多颗毫秒脉冲星 。
FAST是目前世界上灵敏度最高的射电望远镜 , 配备的19波束L波段接收机 , 成为世界上最强大的脉冲星搜寻利器 。 国家天文台韩金林领导的研究团队提出用FAST进行脉冲星快照巡天(the Galactic Plane Pulsar Snapshot survey , GPPS) 。 他们对银道面区域轮流进行5分钟积分 , 首次使得银河系大面积脉冲星系统性搜寻进入μJy量级的灵敏区域 。
2019年 , 项目团队完成了观测模式和数据处理试验之后 , 2019年底GPPS项目被FAST科学委员会选定为重大优先观测项目之一 。 2020年初 , GPPS巡天项目正式开启观测 。
截止到2021年3月 , GPPS共计观测了约126平方度的银道面区域 , 占巡天项目总体规划的不到百分之五 , 但是已经取得了丰硕的科学成果 。 目前已发现新脉冲星201颗 。 相比之前最灵敏的美国Arecibo望远镜 PALFA巡天 , GPPS巡天灵敏度总体而言要高约一个数量级 。 新发现的一批最暗弱脉冲星流量仅为5μJy左右 。
在新发现的脉冲星中 , 一部分特殊脉冲星的色散量远远超过目前最好银河系电子分布模型(NE2001和YMW16)的预计 。 如果利用模型估算脉冲星距离 , 这些脉冲星应该坐落在银河之外 。 考虑到银河系在这些方向有银河系的旋臂 , 它们含有大量电子气体云团(图3) , 很可能是银河系模型中这些云团的数目或云团里的电子密度被严重低估了 。 因此新发现的脉冲星对当代通用的银河系电子分布模型提出挑战 。
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