已观测新脉冲星逾900颗,FAST望远镜进入“丰收”期

  4月21日,丰收第121期珠江科学大讲堂在粤港澳大湾区(广东)人才港举行。已观远镜中国科学院国家天文台FAST运行和发展中心研究员,测新博士生导师姚蕊带来《中国天眼与南仁东》科普主题演讲。脉冲

  “我们肉眼所见的星逾宇宙只是可见光频段的一部分,而宇宙发出的进入频段远超我们所见。射电频段则是丰收在地球上最适合观测的频段,因为它不受气候影响,已观远镜无线电波能够穿过云层到达地球,测新为我们提供观测宇宙的脉冲窗口。除此之外,星逾射电频段的进入频段范围很宽,还能让我们了解不同的丰收宇宙面貌,为我们提供了更深入、已观远镜更全面的测新宇宙信息。”姚蕊说。

  过去,中国没有属于自己观测射电天文的设备,难以在射电天文或者在其他电文领域上有所贡献,而申请使用国外的设备需要国家有一定的天文基础,基于这些情况,天文学家南仁东在1994年提出要在中国建设FAST工程。

  FAST工程即“500米口径球冠状主动反射球面射电望远镜”,是中国科学院国家天文台主导建设的国家重大科技基础设施项目。它坐落于贵州省平塘县,是目前全球最大且最灵敏的射电望远镜,拥有我国自主知识产权。“虽然说是FAST,但是建造过程一点都不快,从1994年提出到2016年建成,整整花费22年。”姚蕊介绍,在FAST望远镜的建造选址方面,通过综合考虑电子环境、减少建造成本并避免积水问题、地貌的结实程度、气候等因素,最终选择了贵州黔南州作为FAST望远镜的建造地点,这里不仅满足所有条件,并且喀斯特地貌已接近所需的形状,还减少了修建成本。

  与世界上第二大的单面口径射电望远镜Arecibo(阿雷西博望远镜)相比,其实功能完全不一样。姚蕊说,尽管Arecibo直径达305米,规模宏大,它仍面临着信号损失和观测范围的限制。而南仁东团队通过计算,巧妙地解决了望远镜材料的强度极限和结构稳定性的问题,使用望远镜中间部分形成有效抛物面,将300米范围之内全部的信号进行汇聚,“因此,FAST望远镜的灵敏度不仅是Arecibo(阿雷西博望远镜)的3倍,还是如今其它射电望远镜的10倍以上。”

  姚蕊介绍,FAST望远镜组建的灵魂是它底下的柔性索网,通过6000多根索网编织成的网兜,配合斜拉索的作用,使得整个网兜能够变形,将球面转变为抛物面,从而有效反射无线电波信号。其中,反射面板由铝合金制成,轻薄且透光,打孔设计不仅减轻了重量,还确保了植被生长和水土平衡。

  经过三年的调试,FAST望远镜从2017年开始陆续观测到多个脉冲星,观测能力终于被确认,并于2020年通过国家验收。在2021年3月,FAST望远镜正式向全世界开放,每年都设有申请季和观测季,年观测时间超过5000小时,观测的新脉冲星数量超过900颗,已进入收获丰硕成果的阶段,不仅入选“十大进展”,更有许多优秀论文发表在了国际知名学术期刊上。

  现场还举办了一个特别的颁奖仪式。2023年,为进一步深化东西部科技协作,积极推动科技资源科普化,让中、小学生认识和了解“中国天眼”,广州市科技局联合黔南州科技局开展2023年“你好,FAST”征集活动,围绕FAST建设历程、科学研究、FAST运行维护等方面向广州市中、小学生征集FAST相关科学问题、神奇想法或心中疑惑。活动共征集到378名学生提交的239份报名表。经过中国科学院国家天文台专家组成的评审团评审,评选出优秀问题26个,分别由44名学生提出。

  南方网、粤学习记者 邹长森