探茫茫星際 顯天眼威力

2020-11-06 金臺資訊

人民網－人民日報

「中國天眼」全景。 國家天文臺供圖

源於磁層的快速射電暴偏振多樣性示意圖。 李柯伽供圖

核心閱讀

正式運行300天以來，被譽為「中國天眼」的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)已發現脈衝星數量超過240顆。我國科研團隊藉助FAST，迅速成為國際快速射電暴領域的核心研究力量。

在廣袤的宇宙中，經常突然出現短暫並且猛烈的無線電波爆發，持續的時間只有幾毫秒，卻能釋放出太陽在一整天內釋放的能量，這就是快速射電暴。如此快速閃現的無線電波包含了什麼信息？各國天文學家一直在尋求真相。

日前，藉助被譽為「中國天眼」的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)的最新觀測，我國科學家在快速射電暴研究方面取得一系列重大成果。10月29日和11月4日，兩篇相關研究成果在《自然》雜誌發表，讓「中國天眼」再次成為射電天文學界的焦點。

有力支持高水平研究

快速射電暴如何產生？此前的理論研究主要分成兩種，一種認為這樣的毫秒射電爆發來自粒子碰撞，而另一種則認為它是粒子在強磁場中穿行產生的。

「FAST的觀測結果直接終結了爭論，通過對11次射電爆發的高靈敏度偏振信號解析，我國科研人員用直接的觀測結果否定了粒子碰撞的理論。」中國科學院國家天文臺首席研究員韓金林說。

憑藉著一系列的FAST觀測「實證」，我國相關科研團隊迅速成為國際快速射電暴領域的核心研究力量。

2019年，北京大學教授、國家天文臺研究員李柯伽團隊利用FAST探測到一例全世界僅有21例的快速射電暴重複爆FRB180301。李柯伽說：「在共計12個小時的觀測時間裡，FAST探測到15次閃現，每次電波閃現的強度曲線也各不相同，最奇妙的結果來自對11次爆發電波的高靈敏度偏振信號解析。」

李柯伽解釋：「FAST觀測的11個爆發信號中，竟然有7個毫秒閃現爆發能夠很好地解析出其偏振。令人激動的是7個偏振不僅僅是變化的，而且呈現出變化的多樣性。如此變化的偏振在早先的重複暴從來沒有看到。FAST觀測到的偏振變化多樣性明確說明，宇宙中的爆發源可能來自緻密星體磁層中的物理過程。」

今年8月，北京師範大學林琳博士、北京大學張春風博士、國家天文臺王培博士等聯合研究團隊，利用FAST觀測到銀河系中有一顆已知磁星SRG1935 2154呈現出幾十次伽馬射線爆發。

林琳說：「以FAST的高靈敏度，我們在射電波段觀測中，一個射電爆發也沒有探測到。該結果說明，宇宙中緻密天體不同波段的爆發時，物理條件非常苛刻，使得無線電與伽馬光子不能同時掃過地球。」

觀測服務超5200個機時

FAST於2016年落成，它的反射面面積相當於大約30個標準足球場，大大拓展了人類在射電波段的視野，也使中國射電天文學家終於有機會走到科學探索的最前沿。

正式運行300天以來，FAST展現的科學實力令人驚喜。FAST近一年的觀測服務超過5200個機時，超過預期目標近兩倍，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。

「1967年，人們發現了第一顆脈衝星；直到50年後，中國人才用自己的射電望遠鏡FAST發現了第一顆新脈衝星。」FAST科學委員會主任、中科院院士武向平說，「在很短時間內，FAST已經發現了240多顆脈衝星，我們期望在未來5年，這一數字能達到1000顆，甚至能找到銀河系外的第一顆射電脈衝星。」

今年2月，FAST團隊正式啟動科學委員會遴選出的5個「優先和重大項目」，近百名科學家開始使用並處理FAST的科學數據；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，而且外部用戶的比例高達95.7%。

「明年，FAST還會對全世界開放。」武向平認為，未來10年，中國將迎來射電天文發展的黃金時期，「我們要利用這個寶貴的窗口期，做出重大的科學發現，為人類探索和認識宇宙做出重大貢獻。」

科學潛力將進一步顯現

巨大工程體量、超高精度要求及特殊的工作方式，給FAST提出了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。FAST工程建設實現了多項自主創新，顯著推動了我國相關產業技術的革新與發展。

「FAST的先進測量技術遠不止於望遠鏡本身，在其它領域有重要的應用前景。」國家天文臺研究員、FAST總工程師姜鵬說，「比如，在高精度地礦勘探方面，可以利用慣性組件與衛星導航融合技術，為重力測量提供高精度的位置和方位姿態基準；在海洋測繪中，採用慣性組件與聲吶等測量技術融合，實現海底測繪，為勘探區作業的機器設備建立高精度的時空和姿態基準。」

隨著性能的提升，FAST的科學潛力還將進一步顯現。國家天文臺臺長、中科院院士常進說：「FAST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。同時它還有能力將我國深空探測及通信能力延伸至太陽系邊緣，滿足國家重大戰略需求。」

相關焦點

  • FAST正式運行300天：探茫茫星際 顯天眼威力
    正式運行300天以來，被譽為「中國天眼」的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)已發現脈衝星數量超過240顆。我國科研團隊藉助FAST，迅速成為國際快速射電暴領域的核心研究力量。在廣袤的宇宙中，經常突然出現短暫並且猛烈的無線電波爆發，持續的時間只有幾毫秒，卻能釋放出太陽在一整天內釋放的能量，這就是快速射電暴。如此快速閃現的無線電波包含了什麼信息？
  • 不給力星際爭霸2追蹤飛彈威力有待開發
    星際爭霸2中追蹤飛彈的威力遠遠沒有想像中的那麼強大，但是很明顯這個技能是一定要被開發出來的，只是現在還沒有而已。　　追蹤飛彈的威力遠遠沒有發掘出來。你說他追不上目標?你說他射程太近?知道為什麼他是「追蹤」飛彈嗎?
  • 中國天眼發現外星人，接收到了太空深處的信號
    中國天眼是這個世界上最大單口徑射電望遠鏡，經過22年的建設之後，終於在2016年的9月25日建成。這個望遠鏡的威力也是非常的強大，可以接收到來自太空的信息。而天眼在建成之初似乎就已經收到了太空信號，難道中國天眼發現外星人了嗎?
  • 突現「天眼風暴」是咋回事?威力不容小覷
    為了掌握地球的環境變化，科學家一直都在密切關注地球的環境問題，科學家在衛星上發現日本地區出現異象，從衛星雲圖上可以看到，日本突現「天眼風暴」，這種現象意味著日本的氣候出現了很大的變化。「天眼風暴」是一種氣候現象，其本質是一種強大的溫帶氣旋，根據專家對於氣象的分析，這種溫帶氣旋的核心氣壓低於980百帕，相當於12級颱風的氣壓。可見這個「天眼風暴」的威力還是很大的，不容小覷。「天眼風暴」將會使該地區溫度出現降溫，並且伴隨狂風暴雨，根據氣象分析來看，日本南部沿海局地24小時降水量已經超過了300毫米，多地打破了4月歷史日降雨量的最大記錄。
  • 以「天眼」為名,聆聽星際
    今年年初，歷時22年建造而成的中國天眼FAST通過國家驗收，正式投入運行，成為全球最大且最靈敏的射電望遠鏡。人類能夠更清楚地聽到宇宙的聲音，而中國天眼總工藝師王啟明也走過了20年人生路，完成了這一大國重器的建設。從教授到工程師：走近「天眼」你是否聽到過來自宇宙深處的聲音？
  • 「天眼」開放
    國際科學界之所以深感振奮，在於「中國天眼」作為世界最大口徑射電望遠鏡，比排在它後面的德國波恩100米望遠鏡靈敏度高約10倍，比美國阿雷西博 300米望遠鏡綜合性能高約10倍。「中國天眼」2020年1月11日正式運行後將近一年間，新發現脈衝星超過240顆，大大提高了人類的「視野」。「天眼」開放，未來的「眼界」值得期待，令科學家們浮想聯翩、興奮不已。
  • 中國天眼有多強大？有可能最先發現外星文明，但這是只順帶而已
    當中國計劃建造世界上最大的射電望遠鏡的時候，有傳聞霍金曾在某大學演講時再次表示不建議這樣做，說明霍金了解這臺射電望遠鏡的威力有多大我們今天就聊聊這個讓宇宙之王霍金操碎了心的中國天眼！天眼是中國神話中的神跡，是佛教中的五眼之一，所謂五眼出自佛家經典《金剛經》，包括肉眼、天眼、慧眼、法眼和佛眼。《大智度論》中有雲，於眼得色界四大造清浄色是名天眼。天眼所見，自地及下地六道中眾生諸物，若近，若遠，若細，諾色無不能照。什麼意思？就是說天眼能夠透視六道、遠近、上下、前後、內外、代表著洞察一切，中國天眼正是因此得名。
  • 中國天眼有多強大?有可能最先發現外星文明,但這是只順帶而已!
    當中國計劃建造世界上最大的射電望遠鏡的時候，有傳聞霍金曾在某大學演講時再次表示不建議這樣做，說明霍金了解這臺射電望遠鏡的威力有多大，它意味著什麼！我們今天就聊聊這個讓宇宙之王霍金操碎了心的中國天眼！天眼是中國神話中的神跡，是佛教中的五眼之一，所謂五眼出自佛家經典《金剛經》，包括肉眼、天眼、慧眼、法眼和佛眼。
  • 探秘中國天眼，看完必懂「玄鐵說」
    三個字，脈衝星，所謂的脈衝星就像一個燈塔一樣，會有規律的去向四周照射，科學家們就是通過脈衝星照向地球的周期，從而推斷出它的位置，我們找到的脈衝星越多，繪製的星際地圖，也就越精確，未來人類在宇宙航行時，就可以用這些脈衝星，去定位當下的位置。截止到現在，中國天眼已經找到了132顆脈衝星，這無疑是為人類航天事業，做出了巨大的貢獻。
  • 中國天眼有多強?看穿137億光年!美國天眼如何了?NFS:拆除
    並且如今全球也只有中國天眼有這個能力，美國天眼——阿雷西博天文臺已經完全落寞了，就算是有探測能力，阿雷西博的口徑至今也只有305米，雖然後期擴建到了350米。但是相對來說探索能力也還是比中國天眼弱很多，更何況如今的「美國天眼」完全已經是屬於「要垮不垮」的模式，後面我們就來看看下它的情況，先來看看「中國天眼」。
  • 美國天眼正式拆除,地球只剩唯一一隻天眼,中國天眼到底有多重要
    如今美國天眼正式拆除了，那地球上就只剩下唯一的一隻天眼，那中國的天眼到底有多重要呢？作為地球上唯一的一個天眼有多麼重要，從唯一這兩個字就能感受到了，天眼的主要目標是尋找和發現脈衝星。就在今年天眼就取得了重大的成就，這是人類第1次發現4000光年的毫秒脈衝星，是人類聽聞史上的一個重大進步。
  • 曾是世界最大「天眼」,如今卻成「垃圾場」,我國天眼會怎樣?
    人類探索宇宙離不開天文望遠鏡，在2016年前，全球僅僅只有一個天眼，那便是阿雷西博射電望遠鏡，在2016年之後，我國天眼成為了世界上最大的天眼。我國天眼承擔著全世界探索宇宙的厚望，大家對阿雷西博射電望遠鏡也漸漸淡忘，如今這個天眼已經完全沉沒在也沒有當年的盛世了。
  • 美國最大「天眼」已鏽跡斑斑,像個垃圾場,我們天眼現在如何
    我們分布看看世界上第一大、第二大天眼的現狀。在我們「天眼」出現之前，美國的阿雷西博射電望遠鏡是曾經最大的「天眼」，它的口徑為305米，在擴建以後達到350米。從外形來看，兩個「天眼」都相似，其中的原因就是因為這樣的射電望遠鏡用來接收來自宇宙深處的無線電信號，其中的原理前文已經提到，所以這些望遠鏡都像一口鍋，造型自然相似了。
  • 中國天眼究竟能看到什麼?為何各國科學家都在勸告中國關閉天眼?
    文/行走天涯中國天眼究竟能看到什麼？為何各國科學家都在勸告中國關閉天眼？中國天眼是2016年開始對外開放的，如今已經成為了世界上最大的射電望遠鏡。然而中國天眼身上面對的爭議同樣也是頗多的，才不過三年多的時間，多國科學家就已經開始勸告中國應該將天眼關閉掉了。甚至連最偉大的科學家霍金都多次警告中國，不應該開放天眼去窺探宇宙奧秘。那中國天眼究竟有多麼大的威力，能夠看到些什麼呢？才引得如此多的科學家對我國發出警告。
  • 地球「兩大眼睛」只剩中國「天眼」
    從今天起，天文學界得學會接受只剩中國一隻「天眼」的世界。現場畫面。在20世紀60年代，國際公認的「四大發現」脈衝星、類星體、宇宙微波背景輻射和星際有機分子都離不開射電望遠鏡的幫助。「天眼」到底拿來做什麼的呢？中國「天眼」的三大目標是：脈衝星、星際導航、中性氫。另一個科學目標就是尋找星際分子，如果能找到跟生命體諸如碳、氫、氧、氮等相關的生命元素，這個區域就可能存在或者演化成生命、文明的星球。說不定，將來外星人就是由「天眼」找到的。
  • 超越美國,天眼成世界最大單孔徑望遠鏡,探索宇宙就靠它了
    2016年建成之後，天眼就開始了長達三年的校準過程。在這個過程中，天眼完成了首次發現兩顆脈衝星的任務。期間為了應對遊客行動裝置等原因產生的電磁幹擾，天眼也在不斷地成長，到2020年1一月，天眼通過了驗收，正式投入到了使用當中。
  • 叼炸天的中國天眼，霍金曾極力阻止，其作用竟然如此強大
    當中國計劃建造世界上最大射電望眼鏡的時候，有傳聞霍金曾在某大學演講時再次表示，不建議這樣做，這說明霍金了解這臺射電望遠鏡的威力它有多大中國天眼（FAST）這個話說天眼是中國神話中的神跡，是佛教中的五眼之一，所謂五眼出自佛家的經典《金剛經》，包括：肉眼，天眼，慧眼，法眼和佛眼。
  • 全錯了,中國天眼的真正目的不是找到外星生命
    接下來是中國建造的無線電望遠鏡-中國天眼（fAS）。中國天眼中國天眼花了時間建造了成功，並於投入使用。現在已經快四年了，在這個段時間，中國天眼已經成功地完成了他的工作，在宇宙中發現了數百個脈衝星，也發現了許多遙遠的行星，包括一些可居住的行星。中國天眼是世界上最大的望遠鏡，在天文領域做出了巨大貢獻。
  • 美國「天眼」報廢,世界只剩中國一隻「天眼」
    被譽為地球「兩大天眼」之一的阿雷西博射電望遠鏡於當地時間12月1日坍塌美國科學家感嘆如今觀測深空只能靠僅存的「中國天眼」FAST射電望遠鏡了美國阿雷西博射電望遠鏡 因年久失修坍塌 當地時間12月1日，美國國家科學基金會確認，被譽為地球「兩大天眼」之一的、位于波多黎各的阿雷西博射電望遠鏡，發生了坍塌。
  • 中國「天眼」：發現神秘信號
    ▲中國天眼。中國科學技術部的《科技日報》指出，位於貴州的世界最大射電望遠鏡FAST（Five hundred meter Aperture Spherical Telescope，又稱中國天眼報導指出，20多名科學人員必須長時間操作機器，讓天眼每日至少運行20小時，自1月啟用以來，天眼已經運轉達5000小時，首次在星際空間中發現了會周期性發射脈衝訊號的星體——脈衝星。