“中国天眼”FAST本月接受国家验收,即将正式开放 有望帮科学家描绘早期宇宙图景

无人机拍摄的“中国天眼”全景。(资料片)新华社发尽管远在贵州省黔南州平塘县的深山里,但有“中国天眼”之称的500米口径球面射电望远镜(FAST)一直以来都备受瞩目。目前,FAST工程团队还在紧锣密鼓地开展相关调试工作,为即将到来的国家验收做准备。建成以来,FAST取得了哪些进展?未来有望在哪些领域帮助科学家取得突破?

自找到第一颗新脉冲星以来,FAST在脉冲星发现上逐渐有了更多的斩获。中国科学院国家天文台官方资料显示,截至目前,FAST已经探测到80颗优质的脉冲星候选体,其中55颗被证实为新发现的脉冲星。

按计划,FAST工程要在今年3月接受国家验收,涉及工艺、设备、档案等五大项目。通过验收后,FAST将正式对外开放,为有需求的科学家提供服务。

伴随着FAST正式开放日期的临近,FAST团队正在向科学家征集应用需求。大家都在期待,FAST能带来更多突破性的科学发现。

搜寻和监测射电脉冲星是FAST的核心科学目标。银河系中有大量脉冲星,但由于其信号暗弱,易被人造电磁信号干扰淹没,目前只观测到它们中的一小部分。具有极高灵敏度的FAST望远镜是发现脉冲星的理想设备。

由恒星演化和超新星爆发产生的脉冲星,因发射周期性脉冲信号而得名。脉冲星的本质是中子星,具有在地面实验室无法实现的极端物理性质,是理想的天体物理实验室。

研究脉冲星,有望得到许多重大物理学问题的答案。北京大学天文系教授徐仁新举例道,可以加深我们对于自然界当中引力、强力等基本相互作用的理解,并且脉冲星也是探测宇宙极低频引力波的工具。

同样是脉冲星,也有“好坏”之分。徐仁新解释道,所谓“好”的脉冲星,指的是计时精准的毫秒脉冲星。想要通过脉冲星计时阵来探测引力波,就需要找到计时精度极高的毫秒脉冲星,这也正是FAST重点搜寻的对象。

此外,科学家还期待通过强大的FAST观测到一些难得一见的脉冲星“珍品”,比如双星系统里的脉冲星。对单个脉冲星而言,测定其质量很困难,但在双星系统里,就能利用轨道等信息测定其质量。

“目前观测发现脉冲星的最大质量约为2倍太阳质量,足以排除不少脉冲星内部结构模型。但如果我们能通过FAST找到更大质量的脉冲星,无疑会是颠覆性的发现,将修正脉冲星结构模型并深化人们对于极致密物质状态的理解。”徐仁新展望道。

不只是寻找脉冲星,FAST还将探寻早期宇宙的蛛丝马迹——中性氢云团的辐射。徐仁新介绍,中性氢云团是宇宙中未被引力塌缩成恒星的氢原子气体,通过观测中性氢辐射,能获知星系之间互动的细节,还可能发现早期宇宙中刚刚形成的氢原子的分布状态,帮助科学家更精确地描绘出早期宇宙的图景。

据科技日报

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