中性氫、快速射電暴、毫秒脈衝星……中國天眼“碩果累累”

光明網訊（記者宋雅娟 蔡琳）被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）正式透過國家驗收已近兩年。兩年來，FAST高質量開放執行，取得了一系列重要成果，年觀測時長超過5300小時，遠超國際同行預期的工作效率，截至目前，共發現約500顆脈衝星，成為自其執行以來世界上發現脈衝星效率最高的裝置。

中性氫探測取得重大進展

中性氫是宇宙中丰度最高的元素，廣泛存在於宇宙的不同時期，是不同尺度物質分佈的最佳示蹤物之一。

由國家天文臺慶道衝、李菂領導的國際合作團隊，採用原創的中性氫窄線自吸收方法，利用FAST首次獲得原恆星核包層中的高置信度的塞曼效應測量結果。發現了星際介質從冷中性氣體到原恆星核具有連貫性的磁場結構，異於標準模型預測，為解決恆星形成三大經典問題之一的“磁通量問題”提供了重要的觀測證據。

該成果論文於北京時間2022年1月6日在國際學術期刊《自然》雜誌以封面文章形式正式發表。

獲得迄今最大快速射電暴爆發事件樣本

快速射電暴（FRB）是宇宙中最明亮射電爆發現象，起源未知，是天文學最新熱點。

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天內探測到1652次爆發事件，獲得迄今最大的快速射電暴爆發事件樣本，超過此前該領域所有文章發表的爆發事件總量，首次揭示了快速射電暴的完整能譜及其雙峰結構。成果論文於2021年10月14日在國際學術期刊《自然》雜誌發表。

據悉，FAST多科學目標巡天已經發現至少6例新FRB，正在為揭示這一宇宙中神秘現象的機制、推進這一天文學全新的領域做出獨特的貢獻。

持續發現毫秒脈衝星

發現脈衝星是國際大型射電望遠鏡觀測的主要科學目標之一，其中被稱為“毫秒脈衝星”的短週期脈衝星，可以與地球上最好的原子鐘相媲美。

國家天文臺韓金林領導的FAST重大優先專案“銀道面脈衝星快照巡天”，在不到兩年時間累計觀測了約620個機時，完成了計劃搜尋天區的8%。截至目前，該專案新發現279顆脈衝星，其中65個為毫秒脈衝星，在雙星系統中的有22顆。

相關論文於2021年5月在國內學術期刊《天文和天體物理學研究》發表。國際著名學者澳大利亞科學院院士Manchester教授評價“發現這麼多脈衝星令人印象深刻，發現如此眾多毫秒脈衝星，是一個顯著的成就”。

據瞭解，該工作執行1年半所發現的脈衝星數已經超越美國阿雷西博望遠鏡15年的搜尋結果。

開展多波段合作觀測，開啟脈衝星搜尋新方向

基於FAST靈敏度國際領先的優勢，將FAST與高能波段的重要空間天文設施費米伽馬射線天文臺大視場望遠鏡（Fermi-LAT）相結合進行天地一體化協同和後隨觀測，具有產生重大科學突破的潛力。

國家天文臺李菂、王培領導的國際合作團隊發現了多顆脈衝星，並開展了多波段觀測分析。多波段合作觀測不僅開啟了FAST脈衝星搜尋新方向，而且打開了研究脈衝星電磁輻射機制的新途徑，為研究中子星星族演化和探測引力波提供更多樣本。

如今，FAST已成為中低頻射電天文領域的觀天利器，未來將在快速射電暴起源與物理機制、中性氫宇宙研究、脈衝星搜尋與物理研究、脈衝星測時與低頻引力波探測等方向產出深化人類對宇宙認知的科學成果。