研究脉冲星有望解决许多重大物理学问题

　　经过工作人员的精心调试，如今“天眼”视力越来越好，脉冲星的批量发现也随之开始。

　　去年10月10日中科院国家天文台就曾对外公布，FAST首次发现脉冲星，当时探测到数十颗优质脉冲星候选体，其中6颗通过国际认证。近一年过去，如今新发现脉冲星的数量又有突破。截至目前，FAST已经探测到59颗优质的脉冲星候选体，其中已经有44颗得到认证。

　　“特别是今年2月探测到有史以来最暗弱的毫秒脉冲星之一，这颗脉冲星是其他国家很多望远镜看了多次却都没有看到的。这充分证明了FAST在灵敏度方面的优势。”李菂说。

　　搜寻和发现射电脉冲星是FAST核心科学目标。脉冲星由恒星演化和超新星爆发产生，因发射周期性脉冲信号而得名。自1967年发现第一颗脉冲星以来，过去50年里，人类发现的脉冲星家族至少有2700个成员。

　　“脉冲星是一种高速自转的中子星，它的密度极高，每立方厘米重达上亿吨。它的自转速度很快、自转周期精确，是宇宙中最精确的时钟。”李菂说，“因此，它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，对其进行研究，有希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。”

　　“通过对快速旋转的射电脉冲星进行长期监测，选取一定数目的脉冲星组成计时阵列，就可以探测超大质量双黑洞等天体发出的低频引力波。”李菂说。

　　巨大的接收面积和超高灵敏度，才能看清天体目标的细节

　　自2016年9月25日落成启用后，FAST望远镜就正式进入为期3—5年的调试期。

　　一般来说，巨星望远镜调试期都会涉及天文、测量、控制、电子学、机械、结构等众多学科领域，是一项强交叉学科的应用性研究，所以国际上传统大射电望远镜的调试周期很少低于4年。

　　FAST总工程师、中科院国家天文台研究员姜鹏说：“FAST巨大的接收面积注定了它有其他望远镜无法比拟的优势，即超高的灵敏度，但这也使得它的系统构成更为复杂，因此它的调试工作也更具有挑战性，也更容易受设备故障的影响。同时，还有30吨馈源舱(安放FAST望远镜用来接收宇宙外信号装置系统的舱体)漂在高空，安全风险也极大。”

　　但调试团队不畏困难，经过半年左右的努力，最终于2017年8月27日第一次完成了反射面和馈源支撑的协同动作，首次实现了对特定目标的跟踪观测，并稳定地获取了目标源射电信号。这意味着“天眼”的“眼珠”可以转动了，也标志望远镜最具难度及最具有风险的功能性调试完成了。

　　姜鹏说：“此后，‘天眼’就可以克服地球的自转，对天体目标源进行跟踪观测。要知道望远镜的灵敏度不仅与其接收面积有关，还与望远镜的跟踪时间有关。就像人的眼睛一样，只是扫视一下的话，我们只能看个大概的轮廓。如果想看清细节，就需要对着目标仔细地端详一段时间。其实，这也是FAST最重要的一个功能，只有能跟踪了，‘天眼’才能发挥它的最优性能。”

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