4100光年,1.6万光年。坐落在贵州群山之中的“中国天眼”,刚一“睁眼”就“看见”了离地球如此遥远的2颗脉冲星。
10月10日,中国科学院国家天文台宣布,500米口径球面射电望远镜(FAST)经过一年紧张调试,已实现指向、跟踪、漂移扫描等多种观测模式的顺利运行,并确认多颗新发现脉冲星。
这是我国射电望远镜历史上首次发现脉冲星,而这一天距离“天眼之父”南仁东老人逝世不足一月,他留下的“天眼”遗产终于开始诞生出璀璨的光芒,有望开启中国射电天文学10年至20年“黄金期”。
调试一年就出成果,脉冲星首见“中国星”
这是我国的天文设备第一次发现脉冲星,实现了该领域“零的突破”。自1967年发现第一颗脉冲星以来,过去的50年里,人类发现的脉冲星家族至少有2700个成员了。
国家天文台公布了这2颗脉冲星的具体信息:前者自转周期为1.83秒,距离地球约1.6万光年,后者自转周期为0.59秒,距离地球约4100光年,分别由“中国天眼”于今年8月22日、25日在南天银道面通过漂移扫描发现。
这只是“中国天眼”的部分发现。“天眼”工程副总工程师李菂介绍,“天眼”调试进展超过预期,目前已探测到数十个优质脉冲星候选体,其中6颗通过国际认证。
国家天文台研究员、“天眼”工程副经理彭勃说,国外同类大型射电望远镜建成后一般需要3年至5年的调试阶段,而“天眼”调试了一年就获得了初步成果。
澳大利亚科学及工业研究院Parkes望远镜科学主管乔治·霍布斯说,“天眼”的调试以及逐渐产出成果,是目前国际天文学界最激动人心的事件之一。
能寻找“外星人”,将主导未来宇宙天图
中外科学家都期待“天眼”的发现从量变转为质变。“天眼”若能第一个捕获河外星系脉冲星,将具有开创性意义。李菂和他的研究小组已经在为观测河外星系脉冲星做技术上的准备,最早于明年初会进行尝试。
首位发现脉冲星的天文学家乔瑟琳·贝尔今年早些时候参观了“中国天眼”,她期待这座世界最大的射电望远镜能发现更多微弱、遥远、独特的脉冲星,包括发现围绕黑洞旋转的脉冲星。
对于观测范围可达已知宇宙边缘的“天眼”来说,发现脉冲星只是使命之一,未来,它还将在中性氢观测、谱线观测、寻找可能的星际通讯信号等方面大放异彩。
宇宙大爆炸学说认为,中性氢是宇宙中几乎与大爆炸同龄的“老人家”,观测和研究中性氢的分布,能帮助科学家进一步弄清银河系和河外星系的结构,解开宇宙大爆炸等宇宙起源和演化之谜。“‘中国天眼\’将通过巡视宇宙中的中性氢,绘制出最新最大的标准宇宙天图。”国家天文台“天眼”项目高级博士后Marko Krco(马可)说。
“中国天眼”甚至还能“监听”宇宙中可能存在的外星文明发出的无线电波。乔治·霍布斯说,Parkes望远镜目前有20%的时间分配给了“寻找外星人”,但仍一无所获,“中国天眼”看得更远,说不定将来会有令人振奋的消息。
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啥是脉冲星?有多重要?
据科学家介绍,脉冲星是一种高速自转的中子星,由恒星演化和超新星爆发产生。它的密度极高,每立方厘米重达上亿吨,一块方糖大小就相当于地球上一万艘万吨巨轮的重量。脉冲星自转速度很快、自转周期精确,是宇宙中最精准的时钟。正因如此,脉冲星会发射一断一续的周期性脉冲信号,就好比转动的灯塔发出忽明忽暗的光。
这一特殊“本领”,让脉冲星在计时、引力波探测、广义相对论检验等领域具有重要应用。“天眼”工程副总工程师李菂说,脉冲星具有在地面实验室无法实现的极端物理性质,对其进行研究有望得到许多重大物理学问题的答案。譬如,脉冲星的自转周期极其稳定,准确的时钟信号为引力波探测、航天器导航等重大科学及技术应用提供了理想工具。
让人感到非常遗憾的是,这一历史性突破的宣布距离“天眼之父”南仁东病逝不到1个月。2017年9月15日,南仁东的生命戛然而止,享年72岁。
[告慰逝者]
他的眼睛闭上了“中国天眼”睁开了
从1994年提出设想,到2016年正式启用,22年间,南仁东和他的团队全力推动着这个看似不可思议的世界级项目。
1993年召开的国际无线电科学联盟大会上,与会科学家提出,要在全球电波环境恶化到不可收拾之前,建造新一代射电“大望远镜”。以时任中国科学院北京天文台副台长南仁东为首的中国天文学家提出了一个大胆的方案——在中国境内建造大型单口径射电望远镜。当时中国最大的射电望远镜口径只有不到30米。
从1994年起,当时年近50岁的南仁东开始主持国际大射电望远镜计划的中国推进工作。这其中就包括他那个大胆的提议,即利用我国贵州省的喀斯特洼地作为望远镜台址。南仁东的想法是,要找一个天然的洼地,不用动用太多土方,且必须是个远离大城市、射电干扰小的地方。其间,南仁东走过数十个窝凼。
22年,8000多个殚精竭虑的日子。作为“造梦者”的南仁东,从壮年走到暮年,把一个朴素的想法变成了国之重器,成就了中国在世界上独一无二的项目。
人们为有“中国天眼”这一大国重器自豪之余,更多了分遗憾——这个工程的最主要缔造者,没能亲眼看到最新成就。如今,世界上单口径最大的射电望远镜已向苍穹睁开“天眼”,而为它将青丝熬成白发的那个人,却永远闭上了双眼。 (综合新华社、《中国青年报》等报道)
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