“中国天眼”4年迎成果井喷

迄今发现脉冲星超240颗 , 产出高水平论文40余篇
神秘未知的事物 , 似乎总有一种魔力 , 吸引人类在探索的道路上前赴后继 。 天文便是如此:在广袤的宇宙中 , 经常有一股电波袭来 , 仅仅闪现几个毫秒 。 没人知道 , 它究竟是什么 。
2007年 , 天文学家在分析澳大利亚64米射电望远镜2001年记录的信号中 , 发现了这样的毫秒电波 。 随后 , 天文学家一直试图寻求真相:谁发出了电波?如此快速闪现的电波 , 究竟包含了什么信息?
经过大约10年的探寻 , 天文学家收集了30多个爆发源 , 它们在太空几乎是随机分布的 , 因此断定“这些毫秒电波闪现源中的绝大多数 , 并非银河系内的天体发出” 。 2017年 , 国际天文学家终于捕获到一个毫秒无线电爆发 , 利用世界多台大射电望远镜联合探测 , 将这个重复爆发的无线电快速闪现源 , 定位到宇宙深处30亿光年之外的一个星系 。
那些年 , 在这个前沿领域 , 中国没有太多的话语权 。 因为中国没有足够大的射电望远镜 , 我国天文学家便很难拿到第一手资料 , 所以他们中的大多数 , 做的是理论研究 。
2016年 , 被誉为“中国天眼”的FAST(500米口径球面射电望远镜)竣工 , 其反射面相当于30个足球场 , 经过3年调试 , 无可争议地成为世界最灵敏的射电望远镜 , 大大拓展了人类的视野 , 也让中国天文学家终于有机会走到人类视界的最前沿 。
如今 , FAST望远镜已经对国内天文学家开放 , 一个又一个原创突破接连“冒”了出来 。 还记得“谁发出了毫秒电波”这个科学问题吗?FAST望远镜给出了最新观测 , 中国天文学家就此揭示了宇宙毫秒无线电爆发的新物理 , 相关成果论文连续两次登上国际学术期刊《自然》 。
为两大争锋“一锤定音”
故事要从一年前说起 。
据北京大学教授、中科院国家天文台研究员李柯伽介绍 , 在2019年FAST望远镜的尝试性开放观测中 , 研究团队便希望利用FAST望远镜 , 观测一个澳大利亚2018年3月1日探测到的爆发源FRB 180301 , 看看这个源是否会重复爆发 。
幸运的是 , 2019年7月16日 , 一个2小时的FAST望远镜观测 , 如愿探测到了4次爆发 。
“这个结果让人激动!”中科院国家天文台研究员韩金林说 。
然而 , 在9月11日的4个小时观测过程中 , 研究团队竟然什么信号也没有探到 。
课题组内部研究后 , 发现原先澳大利亚报告的爆发源位置存在 , 随后调整了观测策略 , 将望远镜对准的新的位置 , 并记录偏振信号 。
很快 , 策略调整的效果显现了 。
在2019年10月6日和7日 , FAST望远镜在6个小时内探测到11次爆发 。 统计下来 , 在共计12个小时的观测时间里 , FAST望远镜探测到15次闪现 , 每次电波闪现的强度曲线也各不相同 。
【“中国天眼”4年迎成果井喷】“这个爆发源 , 与那个30亿光年外的爆发源距离类似、无线电爆发率类似 , 但强度要暗弱很多 。 ”北京大学和中科院国家天文台联合培养博士罗睿说 。
更让人欣喜的结果 , 来自对11次爆发电波的高灵敏度偏振信号解析 。
北京大学和中科院国家天文台联合培养博士姜金辰说 , FAST望远镜观测的11个爆发信号中 , 有7个毫秒闪现爆发 , 能够很好地解析出其偏振 。 令人激动的是 , 这7个偏振不仅是变化的 , 而且呈现出变化的多样性 。 如此变化的偏振 , 在早先的重复爆中是从未看到过的 。
“这些也再次说明 , FAST望远镜装配的接收机偏振测量能力非常好 。 ”李柯伽说 。 过去 , 世界上的望远镜仅仅对“30多个爆发源中的几个”记录了偏振信号 , 能够详细研究的样本非常少 。 先前的探测看到:重复爆发源要么表现出平平的偏振角 , 即电波的极化面不变;要么是偏振角变化的现象 , 仅在一次性爆发源中看到过两次 。
如今 , FAST望远镜观测到的偏振变化多样性 , 则明确说明:宇宙中的爆发源可能来自致密星体磁层中的物理过程 。 这个观测结果 , 直接对一批国际学者关于爆发来自粒子冲撞的理论提出挑战 , 为近几年两大门派的理论争锋一锤定音 。