截至2024年11月，有“中國天眼”之稱的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）發(fā)現(xiàn)的新脈沖星數(shù)量已突破1000顆，超過同一時(shí)期國際其他望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量的總和。這是記者今天在中國科學(xué)院國家天文臺(tái)舉行的FAST脈沖星科學(xué)研討會(huì)上獲知的消息。FAST發(fā)現(xiàn)的新脈沖星中包括大量的毫秒脈沖星和脈沖星雙星，豐富了脈沖星的種類和數(shù)量，對(duì)于理解脈沖星的形成和演化具有重要意義。
脈沖星作為中等質(zhì)量恒星坍縮的產(chǎn)物，具有極高的密度、磁場(chǎng)和自旋速度，低頻引力波等脈沖星像燈塔一樣旋轉(zhuǎn)，并且穩(wěn)定地發(fā)射電磁波。它的獨(dú)特性不僅提供了研究極端物理現(xiàn)象的窗口，也為探索宇宙的起源和演化提供了重要線索。
2016年，以南仁東為首的團(tuán)隊(duì)建成了全球最大、靈敏度最強(qiáng)的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡FAST，開啟了射電天文學(xué)研究的FAST時(shí)代。由于對(duì)銀河的觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)有限，如何充分利用FAST進(jìn)行觀測(cè)成為一個(gè)問題，“中國脈沖星計(jì)時(shí)陣”團(tuán)隊(duì)就此展開研究。
國家天文臺(tái)研究員韓金林帶領(lǐng)的王綬琯巡天突擊隊(duì)發(fā)展了“FAST銀道面脈沖星快照巡天”的新模式，高效利用FAST覆蓋脈沖星比較聚集的天區(qū)，到目前為止已經(jīng)發(fā)現(xiàn)750余顆脈沖星，其中包括110顆偶發(fā)脈沖星，170多顆毫秒脈沖星，150多個(gè)雙星系統(tǒng)（包括軌道周期最短的脈沖星雙星）。該團(tuán)隊(duì)新發(fā)現(xiàn)的暗弱脈沖星成為揭示銀河系中暗弱脈沖星族群的關(guān)鍵數(shù)據(jù)；在銀河星場(chǎng)中發(fā)現(xiàn)的毫秒脈沖星和脈沖星雙星，為理解目前尚無定論的雙星演化途徑提供了核心數(shù)據(jù)，并成為監(jiān)測(cè)引力波的優(yōu)良探針。
清華大學(xué)教授、國家天文臺(tái)研究員李菂帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)獨(dú)特噪聲注入技術(shù)，成功運(yùn)行脈沖星搜索、中性氫成像、中性氫星系和快速射電暴多科學(xué)目標(biāo)同時(shí)巡天觀測(cè)模式，系統(tǒng)性發(fā)現(xiàn)脈沖星208顆，其中包括毫秒脈沖星、蜘蛛脈沖星、FAST首個(gè)雙中子星等原創(chuàng)性成果。
北京大學(xué)研究員、國家天文臺(tái)研究員李柯伽帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)基于FAST對(duì)毫秒脈沖星開展精密測(cè)時(shí)研究，并與中國脈沖星測(cè)時(shí)陣列合作團(tuán)隊(duì)在脈沖星噪聲分析、偏振測(cè)量、星際介質(zhì)研究和引力波探測(cè)方面取得重點(diǎn)進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)基于CPTA DR1.0的噪聲分析，給出不同分析方法的自洽結(jié)果，并通過對(duì)56顆毫秒脈沖星偏振特性的普查，得出幾乎所有毫秒脈沖星都應(yīng)該具有全向輻射的特點(diǎn)，這一發(fā)現(xiàn)將改變未來毫秒脈沖星巡天的預(yù)期。
新疆天文臺(tái)研究員王娜帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)利用FAST在脈沖星輻射物理、脈沖星形成與演化、星際介質(zhì)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。相關(guān)工作探究脈沖星輻射演化規(guī)律；探索毫秒脈沖星形成機(jī)制，測(cè)量蜘蛛脈沖星伴星磁場(chǎng)，利用脈沖星星際閃爍效應(yīng)揭示星際介質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)研究，實(shí)現(xiàn)年輕脈沖星首次三維度速度測(cè)量，發(fā)現(xiàn)脈沖星自轉(zhuǎn)與速度共線的證據(jù)，為脈沖星誕生機(jī)制提出嚴(yán)格限制。
球狀星團(tuán)被認(rèn)為是具有百億年演化年齡的小質(zhì)量恒星集群，其中的脈沖星多是特殊類型脈沖星，包括毫秒脈沖星、脈沖雙星、蜘蛛類脈沖星、雙中子星等。國家天文臺(tái)副研究員潘之辰負(fù)責(zé)的FAST球狀星團(tuán)脈沖星巡天，自2017年10月起已發(fā)現(xiàn)近60顆脈沖星，將FAST天區(qū)內(nèi)球狀星團(tuán)脈沖星數(shù)量增加約兩倍，這些研究工作涵蓋軌道周期最短的脈沖星雙星系統(tǒng)，球狀星團(tuán)脈沖星中自轉(zhuǎn)最慢以及軌道周期最長(zhǎng)等創(chuàng)紀(jì)錄的奇特脈沖星。
自觀測(cè)調(diào)試以來，F(xiàn)AST在7年內(nèi)發(fā)現(xiàn)了1000多顆脈沖星，約占脈沖星總數(shù)的四分之一。這些脈沖星中不乏一些特別珍貴的樣本，深化了人們關(guān)于脈沖星形成、演化等方面的認(rèn)識(shí)。此外，利用 FAST的高靈敏度進(jìn)行高精度的脈沖星計(jì)時(shí)的研究也有序展開；既可以用來檢驗(yàn)愛因斯坦廣義相對(duì)論的正確性，也能打開納赫茲低頻引力波窗口。
“我們看到，‘中國脈沖星計(jì)時(shí)陣’團(tuán)隊(duì)得到了置信度最好的、反映納赫茲引力波存在的證據(jù)。”北京大學(xué)教授徐仁新說。
編輯：李華山
