"中國天眼"獲國際關注！北京女博士研究入選《Nature》年度十大科學發現！

2020年12月14日，《Nature》雜誌發布了2020年度十大科學發現。其中，北京師範大學天文系教師林琳博士與FAST快速射電暴團隊合作的關於快速射電暴磁星起源的工作成功入選。

快速射電暴是已知宇宙中射電波段最強的爆發現象。它們持續時間極短，釋放能量巨大，起源眾說紛紜，是現代天文學一大謎題。目前該領域最緊迫的任務是尋找快速射電暴的對應天體。最新觀測證實極強磁場中子星（磁星）是快速射電暴的來源之一。這也是目前唯一被觀測驗證的可以產生快速射電暴的天體。2020年11月5日正式出版的《自然》（Nature）雜誌刊發一組文章報導這一重大突破，其中包含由北京師範大學天文系林琳老師為第一作者的題為《銀河系內磁星爆發期射電脈衝輻射的零探測》（No pulsed radio emission during a bursting phase of a Galactic magnetar）的文章。在這項研究中，林琳與合作團隊利用世界最大單口徑射電望遠鏡——500米口徑球面射電望遠鏡（簡稱FAST）對處於活動期的磁星SGR J1935+2154（軟伽馬重複暴源Soft Gamma-ray Repeater，簡稱SGR）進行監測，在對應29個X-軟伽馬射線暴發時刻沒有探測到來自磁星的射電輻射，進而對磁星軟伽馬射線暴發給出迄今為止最嚴格的射電流量限制。對研究快速射電暴的起源和物理機制起到重要的推動作用。

"中國天眼"——500米口徑球面射電望遠鏡FAST

在同一活動期，加拿大和美國的射電望遠鏡捕捉到來自磁星SGR J1935+2154的一例快速射電暴，在磁星和快速射電暴之間建立起聯繫。林琳與合作團隊的研究進一步闡明快速射電暴和磁星軟伽馬重複暴的相關性較弱，並指出其可能的原因有：1）快速射電暴輻射的集束效應強；2）快速射電暴的能譜分布較窄，而且大部分暴發輻射在FAST觀測頻段之外；3）與快速射電暴成協的X-軟伽馬射線爆發十分特殊。

林琳與合作團隊的這項研究還利用了國際上多波段觀測設備，包括X-伽馬射線的美國費米衛星和我國的慧眼衛星硬X線調製望遠鏡（Insight-HXMT），光學波段的BOOTES望遠鏡等。

團隊對磁星SGR J1935+2154多波段觀測的時間分布

這項研究得到了FAST團隊和慧眼團隊的大力支持。主要合作團隊為FAST快速射電暴優先重大項目團隊，包括北師大天文系的高鶴教授（文章的合作者）、李正祥副教授（文章的合作者），以及來自北京大學、中國科學院國家天文臺、美國內華達大學等國內外相關的天文學家和科研工作者。

在《Nature》發布的2020年十大科學發現中，除了影響2020年全球人類健康的新冠肺炎研究外，HIV治療、冷凍電鏡等領域也受到關注。其中，《自然》雜誌11月4日就發表了三篇論文，報告了一種被稱為快速射電暴（fast radio burst，FRB）的現象——持續時間約為毫秒級的明亮無線電波爆發。2007年快速射電暴被首次發現，由於持續時間很短，想到探測並確定它們在天空中的位置極具挑戰性。《自然》雜誌報告的三項最新觀測是第一次在銀河系中發現快速射電暴，也是第一次發現與磁星有關的快速射電暴。三篇論文中，有一篇來自中國團隊，第一作者為北京師範大學林琳博士，她和同事的觀測結果來自被稱作"中國天眼"的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）。

延伸閱讀：

林琳，博士，北京師範大學天文系講師。主要研究方向為高能天體物理：磁星，脈衝星，γ射線暴。曾主持參加國家自然科學基金部應急基金項目——"磁星搜尋計劃"，北京師範大學青年教師基金項目——"磁星的觀測性質研究"。

北京師範大學天文系是我國最早設立的兩個天文系之一，也是全國首個與國家天文臺共建天文望遠鏡的高校天文單位。天文學為國家級特色專業，天文學專業為首批北京市級一流本科專業建設點，《天文學導論》為全國第一門天文類國家精品資源共享課程。天文系現有天文學博士後科研流動站、天文學一級學科博士和碩士學位授權點以及天文學本科專業。天文系在引力波、星系宇宙學、恆星物理、星際介質、實驗室天體物理等方面的研究處於國內高校天文單位前列，每年獲得近千萬研究經費，是國家大科學工程貴州"天眼"望遠鏡、"慧眼"天文衛星、郭守敬望遠鏡等項目的核心單位之一，在Nature子刊等國際一流雜誌發表多篇論文，曾獲年度十大天文科技進展。

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素材來源：北京師範大學新聞網、北京師範大學天文系官網、北京師範大學本科招生辦官微、師大天文