中新網(wǎng)北京5月20日電 (記者 孫自法)“中國天眼”(500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡，F(xiàn)AST)再次取得重磅天文成果——新發(fā)現(xiàn)201顆脈衝星，包括一大批暗弱脈衝星。

　　中國科學(xué)院國家天文臺(tái)20日發(fā)佈消息説，該臺(tái)韓金林研究員領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)利用“中國天眼”開展銀道面脈衝星巡天，最新發(fā)現(xiàn)了201顆脈衝星，其中包括一批最暗弱的脈衝星、挑戰(zhàn)當(dāng)代銀河系電子分佈模型的大色散量脈衝星、40顆毫秒脈衝星、16顆脈衝雙星、一批模式變化和消零脈衝星以及射電暫現(xiàn)源等。

　　這一重要天文學(xué)成果當(dāng)天以封面文章形式，由中國主辦的天文學(xué)國際期刊《天文和天體物理學(xué)研究》(RAA)正式發(fā)表。

　　提出用FAST進(jìn)行脈衝星快照巡天

　　中科院國家天文臺(tái)科普稱，脈衝星是大品質(zhì)恒星死亡後的殘骸，是宇宙中密度最高、磁場最強(qiáng)、自轉(zhuǎn)最快、相對(duì)論效應(yīng)顯著的一類迷人而又奇異的天體，是研究宇宙極端環(huán)境中物理規(guī)律的理想實(shí)驗(yàn)室，長期以來都是備受注的天文和物理前沿研究領(lǐng)域，涉及引力波探測、精確驗(yàn)證廣義相對(duì)論、限制極端物理?xiàng)l件下的物態(tài)方程、高精度時(shí)空基準(zhǔn)建立等重要基本問題。自1968年脈衝星首次發(fā)現(xiàn)至今50餘年，全球已發(fā)現(xiàn)約3000顆脈衝星，其中約400多顆毫秒脈衝星。

　　作為當(dāng)今世界靈敏度最高的射電望遠(yuǎn)鏡，F(xiàn)AST配備19波束L波段接收機(jī)，成為世界上最強(qiáng)大的脈衝星搜尋利器。韓金林團(tuán)隊(duì)提出利用FAST進(jìn)行脈衝星快照巡天(GPPS)，對(duì)FAST可見的銀道面區(qū)域逐點(diǎn)進(jìn)行5分鐘的暗弱信號(hào)積分，首次使得針對(duì)銀河系大天區(qū)面積的脈衝星系統(tǒng)性搜尋進(jìn)入微央斯基量級(jí)的靈敏區(qū)域，預(yù)期FAST能夠發(fā)現(xiàn)1000顆左右的新脈衝星，並期待發(fā)現(xiàn)特殊類型高科學(xué)價(jià)值的脈衝星。

　　新發(fā)現(xiàn)脈衝星挑戰(zhàn)銀河系電子分佈模型

　　韓金林介紹説，GPPS項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)2019年完成觀測模式和數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)之後，項(xiàng)目于當(dāng)年底被FAST科學(xué)委員會(huì)選定為重大優(yōu)先觀測項(xiàng)目之一。2020年初，GPPS巡天項(xiàng)目正式開啟觀測。

　　截至2021年3月，GPPS共計(jì)觀測了約126平方度的銀道面區(qū)域，佔(zhàn)比不到巡天項(xiàng)目總體規(guī)劃的5%，但已經(jīng)取得豐碩的科學(xué)成果。目前已發(fā)現(xiàn)新脈衝星201顆。相比之前世界上最靈敏的望遠(yuǎn)鏡巡天，GPPS巡天靈敏度總體而言要高約一個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　韓金林指出，在GPPS新發(fā)現(xiàn)的脈衝星中，一部分特殊脈衝星的色散量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前最好銀河系電子分佈模型的預(yù)計(jì)。根據(jù)模型估算，這些脈衝星應(yīng)該位於銀河之外。

　　不過，“考慮到銀河系在這些方向有銀河旋臂，它們含有大量電子氣體雲(yún)團(tuán)，很可能是模型中這些雲(yún)團(tuán)的數(shù)目或雲(yún)團(tuán)裏的電子密度被嚴(yán)重低估了。因此，新發(fā)現(xiàn)的脈衝星對(duì)當(dāng)今的銀河系電子分佈模型提出挑戰(zhàn)”。

　　新發(fā)現(xiàn)40顆毫秒脈衝星及一批特殊脈衝星

　　韓金林説，GPPS巡天早期結(jié)果還發(fā)現(xiàn)40顆毫秒脈衝星，其中至少有14顆位於密近雙星系統(tǒng)中。“毫無疑問，後續(xù)對(duì)這些毫秒脈衝星的測時(shí)觀測可以用來探測來自遙遠(yuǎn)星系的低頻引力波，還可用於建立脈衝星時(shí)間和空間基準(zhǔn)，其中一些脈衝星將會(huì)成為檢驗(yàn)引力理論的絕佳利器”。

　　GPPS巡天同時(shí)發(fā)現(xiàn)了一批模式變換或消零脈衝星、旋轉(zhuǎn)射電暫現(xiàn)源以及在超新星爆炸遺跡附近的脈衝星。這些特殊脈衝星對(duì)研究脈衝星輻射物理有重要意義。

　　此外，GPPS巡天團(tuán)隊(duì)還記錄和分析了偏振數(shù)據(jù)，發(fā)表8顆脈衝星的偏振參數(shù)和法拉第旋率。利用GPPS巡天得到的高清靈敏數(shù)據(jù)，該團(tuán)隊(duì)改進(jìn)了64顆已知脈衝星的物理參數(shù)。

　　GPPS巡天未來有望完成銀河系脈衝星普查

　　澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織天文和空間科學(xué)研究員、澳大利亞科學(xué)院院士曼切斯特(R N Manchester)教授和美國康奈爾大學(xué)柯蒂斯(J M Cordes)教授被《天文和天體物理學(xué)研究》期刊特邀為該論文的審稿人，兩位國際資深專家對(duì)利用FAST進(jìn)行脈衝星快照巡天取得的天文發(fā)現(xiàn)成果給予高度評(píng)價(jià)。

　　曼切斯特教授在當(dāng)期“新聞與觀點(diǎn)”專欄發(fā)表評(píng)論稱，“到目前為止，GPPS巡天僅覆蓋了FAST可觀測天區(qū)一小部分，就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)201顆以前未知的脈衝星。作為一個(gè)巡天項(xiàng)目早期階段，這數(shù)目令人印象非常深刻”“發(fā)現(xiàn)40個(gè)毫秒脈衝星，是一個(gè)了不起的成就”。他認(rèn)為，GPPS項(xiàng)目成果論文揭示，F(xiàn)AST在脈衝星天文學(xué)特別是脈衝星搜尋方面擁有大好前景。

　　“GPPS巡天可能主導(dǎo)未來脈衝星發(fā)現(xiàn)，最終完成完整的銀河系脈衝星普查。”柯蒂斯教授在評(píng)論中指出， GPPS巡天還可能遲早會(huì)發(fā)現(xiàn)脈衝星-黑洞雙星，並對(duì)銀河系星際介質(zhì)的研究大有裨益。該論文將讓學(xué)界“對(duì)FAST研究緻密天體和基本物理的大好前景感到興奮”。

　　韓金林表示，GPPS項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)目前正繼續(xù)努力搜尋整個(gè)FAST可見銀道面區(qū)域，未來結(jié)果可期。(完)