我國貴州「天眼」望遠鏡做出世界級重大發現！激動人心！

2020-11-04 寧波公安

科學家利用我國世界最大口徑的射電望遠鏡鎖定了「快速射電暴」的一種最可能的起源機制。

騰訊太空 文/喬輝

近日，國際著名《自然》雜誌刊登了我國貴州500米口徑的射電望遠鏡「FAST」（俗稱「天眼」）發現的科學成果，對於揭開快速射電暴（FRB）的起源機制提供了重要線索。這種信號就是去年媒體上熱炒的所謂「外星人」對地球發送的信息，現在看來，確實是一種自然現象。

圖註：《自然》雜誌上的文章截圖

文章稱，科學家通過對代號為FRB 180301的重複快速射電暴的信號極化特徵進行分析後認為，這個快速射電暴很可能起源於中子星的磁層活動，而非起源於相對論性的擊波過程。


圖註：我國500米口徑的世界最大射電望遠鏡（FAST)。

什麼是快速射電暴？

快速射電暴是來自宇宙中的無線電脈衝信號，脈衝持續時間僅毫秒量級，但釋放的能量幾乎相當於太陽近百年內發光的總和。

2007年，科學家在整理脈衝星數據檔案時發現了首例快速射電暴事件，這例事件其實2001年被探測到的，因此命名為：FRB 010724（含義是2001年7月24日探測到的快速射電暴）。

圖註：FRB 180916是科學家發現的首個具有周期性的重複暴，其宿主為一個旋渦星系。

由於快速射電暴持續時間非常短暫，通常很難觀測和研究。近十幾年來，隨著設備的升級和算法的提升，科學家捕捉到越來越多的快速射電暴信號，甚至發現了多例可重複的快速射電暴，並鎖定了它們的宿主星系。

快速射電暴來源於哪裡？

科學家通過對快速射電暴信號的色散情況進行分析後發現，除了一例來源於銀河系內之外，其餘的都來自數十億光年之遙的河外星系。例如，2011年探測到的一次，代號為FRB110523，距離地球60億光年；2012年探測到的一次，代號為FRB121102，距離地區30億光年；2018年探測到的一次，代號為FRB 180814，距離地球15億光年。

圖註：快射射電暴往往起源於銀河系之外的遙遠星系。

說到這裡，不得不提一個有趣的花絮。2010年，科學家曾經探測到16次類似快速射電暴的信號，但從其色散值來看，肯定起源於地球附近，而非遙遠的宇宙空間。後來，科學家發現，這些假信號竟然來源於天文臺的微波爐。

新聞出來後，曾經被網友各種嘲笑，說什麼花費了那麼多金錢，結果發現是微波爐，其實並不是這樣。科學家早就知道這個幹擾信號來自於地球附近，因為信號沒有色散。來自遙遠宇宙空間的無線電信號會被星際介質強烈色散。科學家當時只是不知道幹擾信號來自哪裡而已，並沒有與真正的來自星際的信號相混淆。

快速射電暴起源機制是什麼？

快速射電暴的起源機制眾說紛紜：從超新星爆發到中子星合併，從黑洞吞噬星體到磁星星震等等，甚至有人還認為是外星智慧生命向地球發射的無線電信號。在2019年年初的時候，曾經有媒體歪曲和誇大這種自然現象，表示外星人正向地球來襲。這當然是無稽之談了。

圖註：快速射電暴的一種可能起源機制：中子星的磁層活動。

上面我們提到，可重複的快速射電暴的發現，表明了發生快速射電暴的源頭沒有在事件中摧毀，這排除了像超新星爆發和中子星併合這種災難性的爆發事件，目前，科學家更傾向於來自中子星或磁星的起源機制。因此，本次的發現，更進一步佐證了起源於中子星的猜想。

走近世界最大口徑望遠鏡

500米口徑球面射電望遠鏡（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope），簡稱FAST，位於貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮「大窩凼」的喀斯特窪坑中，工程為國家重大科技基礎設施。

今年8月份，本文作者曾跟隨參加「科學探索營」活動的科學家們一起走近FAST，作為騰訊「科學探索獎」的系列活動，探索營希望能夠為不同領域的青年科學家搭建跨學科的互動交流平臺。

當大家聽完國家天文臺副臺長劉繼峰和FAST臺長彭勃的精彩科普講座後，我們終於來到了舉世聞名的世界最大口徑射電望遠鏡附近，這真是一口大鍋啊！參觀隊伍裡有來自各個領域的頂尖青年科學家，在看到FAST時，大家都變得像孩子似的，非常興奮。有人簡單估算了一下，開玩笑說，如果用這麼大的鍋蒸米飯，全世界每人能分4碗。站在望遠鏡圈梁上，向內望去，還真有點恐高。

圖註：FAST臺址曾經是由12戶人家組成的65人的小村莊。

據FAST工作人員介紹，20年前，為FAST尋找臺址的科研人員來到這裡時看到的是另一番景象：青山環抱著一片圓圓的窪地，山上綠樹蔥鬱，山谷內12戶農家炊煙嫋嫋，時而傳出犬吠之聲。由於大小和形狀合適，這個臺址最終從400多個候選窪地中勝出。

現場有人問，下雨會不會盛滿水？得到的回答是，FAST所在的地下有地下暗河，相當於天然的排水溝，再大的雨水也會流走。

據悉，FAST方圓15公裡內沒有任何手機基站，遊客也不允許使用任何電子設備。為了接待遊客，做好天文科普工作，當地政府在距離望遠鏡大約半小時車程的地方專門修建了一個稱為「天文小鎮」的遊客接待地點，遊客可在那裡購物和住宿。

遊客可從天文小鎮出發，搭乘專門的旅遊車輛抵達FAST觀景臺。由於不能攜帶手機和數位相機，想拍照咋辦？哪裡有需求，哪裡就有生意嘛！有專門的攝影師使用傳統的膠捲相機收費拍照。

目前，FAST是世界上最大的單口徑射電望遠鏡。此前，世界第一的寶座一直由美國的口徑305米的阿雷西博望遠鏡佔據。FAST的主動反射面是由8895根鋼索和4450個反射單元組成的球冠形結構，接收面積相當於30個標準足球場。

FAST能夠根據觀測的需要，通過鋼索的牽引，形成瞬時的300米拋物面，指向被觀測的射電源，這項技術是我國的首創。預計在未來10-20年，FAST將一直保持世界領先水平。

自從2016年9月25日落成啟用後，FAST已經發現了超過240顆脈衝星。除了尋找脈衝星，FAST在也成了快速射電暴的捕獲能手，為揭開這種神秘的無線電起源機制提供了重要線索。

來源：騰訊科技

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