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FAST是怎么发现脉冲星的,但从未发现过新脉冲星

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“中国天眼”遭遇海量数据考验

本报记者 何星辉

59颗优质候选体、44颗脉冲星,这是FAST调试两年来交出的“科学发现成绩单”。国际上没有先例可循,调试工作颇具挑战性,FAST团队克服重重困难,为FAST矫正视力,让它转动“眼珠”。而在19波束接收机投入使用后,FAST巡天能力提高了五六倍,视场也扩大到原来的19倍,除了脉冲星,FAST是否有最新的发现?9月15日,在FAST即将迎来建成两周年纪念日之际,科技日报记者故地重访却了解到,FAST遇到了挑战——

通 讯 员 李官杰 洪 永

脉冲星发现“超过预期”

59颗优质候选体、44颗脉冲星,这是FAST调试两年来交出的“科学发现成绩单”。国际上没有先例可循,调试工作颇具挑战性,FAST团队克服重重困难,为FAST矫正视力,让它转动“眼珠”。而在19波束接收机投入使用后,FAST巡天能力提高了五六倍,视场也扩大到原来的19倍,除了脉冲星,FAST是否有最新的发现?9月15日,在FAST即将迎来建成两周年纪念日之际,科技日报记者故地重访却了解到,FAST遇到了挑战——

截至目前,FAST共发现了44颗脉冲星,其中19颗获得国际认证,包括一颗毫秒脉冲星。对此,中科院国家天文台FAST工程副研究员钱磊说,FAST还在调试阶段就取得这样的成果,超出了FAST团队的预期。这主要归功于FAST具有极高的灵敏度,在此之前,由于历史和设备原因,国内其他射电望远镜虽已观测到多颗已知脉冲星,但从未发现过新脉冲星。

脉冲星发现“超过预期”

脉冲星是旋转的中子星,由恒星演化和超新星爆发产生,其信号一度被认为来自外星人。宇宙中有大量脉冲星,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。

截至目前,FAST共发现了44颗脉冲星,其中19颗获得国际认证,包括一颗毫秒脉冲星。对此,中科院国家天文台FAST工程副研究员钱磊说,FAST还在调试阶段就取得这样的成果,超出了FAST团队的预期。这主要归功于FAST具有极高的灵敏度,在此之前,由于历史和设备原因,国内其他射电望远镜虽已观测到多颗已知脉冲星,但从未发现过新脉冲星。

那么,FAST是怎么发现脉冲星的?这些脉冲星又是怎么认证的呢?

脉冲星是旋转的中子星,由恒星演化和超新星爆发产生,其信号一度被认为来自外星人。宇宙中有大量脉冲星,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。

钱磊说,脉冲星的电磁辐射来自于磁极。在脉冲星转动时,磁极发出的电磁辐射束像海岸上的灯塔一样,扫过天空。每当脉冲星辐射扫过地球,地面的FAST就收到一个信号,记录到像“心电图”一样的系列脉冲。而后,FAST将信号收集、处理,再翻译成人类能理解的形式。只是,中间这个转换的过程非常复杂。FAST反射面将电信号汇聚到接收机,并转换成光信号,通过光缆传回总控室,再把光信号转换回电信号,进而变成数字信号,计算机集群则根据事先设定好的程序,将这些数字信号储存、计算,并经过分析,识别出能够代表脉冲星的一系列特征。

那么,FAST是怎么发现脉冲星的?这些脉冲星又是怎么认证的呢?

“FAST的搜寻主要有两种模式,第一种是通过漂移扫描,即望远镜固定不动,借助地球自转指向不同天空进行盲巡;第二种是对特定的源进行搜寻,包括球状星团、高能费米点源和M31等。”中科院国家天文台FAST工程总工程师姜鹏说,观测之后就可以对望远镜数据进行分析,寻找可信的周期性信号,再通过人工进行判断,将其列为候选体,最后通过FAST进行重复观测或者由其他望远镜观测进行认证。目前,在FAST发现的44颗脉冲星中,有25颗是FAST自己进行认证的,其余的是通过合作的澳大利亚Parkes64米望远镜、德国Effelsberg100米望远镜等进行观测认证。

钱磊说,脉冲星的电磁辐射来自于磁极。在脉冲星转动时,磁极发出的电磁辐射束像海岸上的灯塔一样,扫过天空。每当脉冲星辐射扫过地球,地面的FAST就收到一个信号,记录到像“心电图”一样的系列脉冲。而后,FAST将信号收集、处理,再翻译成人类能理解的形式。只是,中间这个转换的过程非常复杂。FAST反射面将电信号汇聚到接收机,并转换成光信号,通过光缆传回总控室,再把光信号转换回电信号,进而变成数字信号,计算机集群则根据事先设定好的程序,将这些数字信号储存、计算,并经过分析,识别出能够代表脉冲星的一系列特征。

海量数据带来巨大挑战

永利电玩城,“FAST的搜寻主要有两种模式,第一种是通过漂移扫描,即望远镜固定不动,借助地球自转指向不同天空进行盲巡;第二种是对特定的源进行搜寻,包括球状星团、高能费米点源和M31等。”中科院国家天文台FAST工程总工程师姜鹏说,观测之后就可以对望远镜数据进行分析,寻找可信的周期性信号,再通过人工进行判断,将其列为候选体,最后通过FAST进行重复观测或者由其他望远镜观测进行认证。目前,在FAST发现的44颗脉冲星中,有25颗是FAST自己进行认证的,其余的是通过合作的澳大利亚Parkes64米望远镜、德国Effelsberg100米望远镜等进行观测认证。

除了搜索脉冲星,FAST其实还有着更重要的科学目标,包括探测中性氢,以揭示宇宙膨胀、星系形成及演化的奥秘,以及搜寻可能存在的外星生命等等。可以说,拥有世界领先的绝对灵敏度,让FAST拥有无限的可能。

海量数据带来巨大挑战

今年6月初,随着19波束馈源接收机的投入使用,FAST巡天速度提高了5到6倍,视场也扩大至原来的19倍。这意味着“武功”更高,FAST或许能给我们带来更大的惊喜。

除了搜索脉冲星,FAST其实还有着更重要的科学目标,包括探测中性氢,以揭示宇宙膨胀、星系形成及演化的奥秘,以及搜寻可能存在的外星生命等等。可以说,拥有世界领先的绝对灵敏度,让FAST拥有无限的可能。

“这一次有没有可能发现外星人?”面对科技日报记者的追问,钱磊解释说,如果确实有外星人的存在,而他们也正好使用无线电的话,那他们应该逃不过FAST的“火眼金睛”。针对外国科学家发现月球表面存在水冰的消息,钱磊表示,在雷达的配合下,FAST也有可能开展相关探测。

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