中國天眼發現240多顆脈衝星，並追蹤到快速射電暴與磁星間聯繫

11 月 4 日，中國科學院國家天文臺召開新聞發布會宣布，中國天眼（FAST）自今年 1 月驗收以來，設施運行穩定可靠，近一年已經觀測服務超過 5200 個機時，達到預期設計目標近 2 倍。

截至目前，FAST 累計發現脈衝星數量超過 240 顆，基於 FAST 數據發表的高水平論文達到 40 餘篇。FAST 在快速射電暴方面的研究成果 5 日凌晨發表在國際科學期刊《自然》雜誌上。

FAST 於 2016 年落成，它的反射面面積與大約 30 個標準足球場相當，是全球最靈敏的單口徑射電望遠鏡，大大拓展了人類的視野，也使中國天文學家有機會走到射電天文研究的最前沿。

中國科學院院士、中國科學院國家天文臺臺長常進表示，FAST 全新的設計理念開創了建造巨型望遠鏡的新模式，突破了傳統全可動射電望遠鏡口徑大約百米的工程極限，同時也帶來了極大的技術挑戰。

FAST 由主動反射面系統、饋源支撐系統、測量與控制系統、接收機與終端及觀測基地等幾個部分構成。其巨大的反射面能根據天體的位置實時地主動調節形狀，所有的控制精度要達到毫米級。而巨大工程體量、超高精度要求及特殊的工作方式，使 FAST 面臨前所未有的技術挑戰。

為此，工程團隊開展了一系列的技術攻關，並研製了超高耐疲勞特性的鋼索，超過國內、國際相關標準規範的 2.5 倍。此外，工程團隊採用了世界上最大跨度柔性並聯機器人和剛性 6 自由度並聯機器人構成的兩級調整機構，將衛星定位、慣導和全站儀多種測量技術融合，實現了全天候、大尺度、高精度、高採樣率的饋源支撐系統動態測量。

近日，FAST 在快速射電暴研究中獲得多項新突破。科研團隊首次追蹤到快速射電暴與磁星間聯繫。在發表於《自然》的 3 篇論文中，中外科學家通過多個衛星及地面望遠鏡的觀測認為，銀河系內的一顆磁星是今年觀測到的一個快速射電暴的起源。

快速射電暴是指遙遠宇宙中突然出現的短暫而猛烈的無線電波爆發，持續時間極短，通常只有幾毫秒，卻能夠釋放出相當於地球上幾百億年發電量的巨大能量。

利用 FAST 超強的靈敏度和電波收集能力，科研團隊首次追蹤到快速射電暴與磁星之間的聯繫，並且探測到一例快速射電暴重複爆，在國際上首次發現該重複爆的輻射具有非常豐富的偏振特徵。研究表明，快速射電暴可能來自緻密星體磁層中的物理過程。

北京大學教授、國家天文臺研究員李柯伽表示，「之前人們對快速射電暴的起源有各種各樣的猜測，這次的觀測最直接地證明了快速射電暴是從磁層這樣的結構裡邊來的，把它的起源機制搞明白了。」

圖 | 磁星釋放的快速射電暴 李柯伽繪

「這是一個很重要的前沿方向，對宇宙深處快速射電暴的觀測，將為人們了解宇宙增添一個新工具。FAST 正在作獨特的重要貢獻。」FAST 首席科學家李菂說道。

與此同時，FAST 還有能力將我國深空探測及通訊能力延伸至太陽系邊緣，滿足國家重大戰略需求。隨著性能的提升，FAST 科學潛力已逐步顯現。「FAST 的靈敏度是全球第二大單口徑射電望遠鏡的 2.5 倍以上，這是中國建造的射電望遠鏡第一次在靈敏度這個重要指標上佔據到了世界的制高點，對促進我國天文學實現重大原創突破具有重要意義。」FAST 運行和發展中心常務副主任、總工程師姜鵬說，超高靈敏度使其在射電瞬變源方面具有重大潛力，有望在短時間內實現納赫茲的引力波探測、捕捉到宇宙大爆炸時期的原初引力波，為研究宇宙大爆炸原初時刻的物理過程提供數據支撐。

「今年 4 月，時間分配委員會開始向國內天文界徵集自由申請項目，目前已經接到 170 餘份申請，申請的總時間約 5500 個小時，實際批准 1500 個機時，只有 30% 能得到支持，可見 FAST 望遠鏡觀測時間競爭相當激烈。」 中國科學院院士、中國科學院國家天文臺臺長常進說道。可見，中國天眼將對未來各項科研的探索起到至關重要的作用。