中国天眼 FAST寻获 2 颗球状星团长周期脉冲星

原标题:“中国天眼”FAST寻获 2 颗球状星团长周期脉冲星

IT之家 5 月 3 日消息,之江实验室天文计算研究中心的周登科博士、国家天文台王培副研究员等学者通过发展快速折叠搜索方案,系统分析了 FAST 公开观测数据,在球状星团 M15 中发现了两颗长周期脉冲星, 分别是自转周期约为 1.9 秒的 M15K 和自转周期约为 3.9 秒的 M15L。

其中 M15L 刷新了球状星团脉冲星的周期记录, 成为目前球状星团中已知周期最长的脉冲星。

IT之家注:球状星团是一种受自引力束缚的高密度恒星集群,其演化年龄一般超过百亿年,是宇宙中最古老的天体系统之一。

球状星团中的恒星经过数十亿年的演化,存在着大量脉冲星,通过了解其性质,可获取球状星团的动力学演化过程、星族合成路径等信息。

目前在银河系内 41 个球状星团中已发现的 317 颗脉冲星中,大多是自转周期在数十毫秒范围内的毫秒脉冲星,其中 179 颗处于双星系统。

团队发现这两颗脉冲星在周期-周期导数图上的位置仍位于自旋加速线(spin-up line)的下方,这条线是脉冲星通过吸积所能加速的上限。

这两颗脉冲星位于自旋加速线的下方,说明它们在早期也可能处于双星系统中,并经历了短暂的吸积过程,随后就与其他天体相遇并被破坏了双星系统,从而导致失去伴星后的脉冲星逐渐演化成了长周期脉冲星。

基于观测数据, 研究团队进一步研究认为,M15K 和 M15L 在早期可能处于双星系统中, 并经历了短暂的吸积过程,随后就与其他天体相遇并被破坏了双星系统, 从而导致失去伴星后的脉冲星逐渐演化成了长周期脉冲星。


中国天眼(FAST)介绍

在中国的科技地图上,矗立着一颗闪耀的天文学明珠——中国天眼(FAST),堪称全球射电望远镜的翘楚。 自2011年破土动工,至2016年落成启用,FAST犹如贵州高原上的一颗璀璨星子,静静地探索宇宙的秘密。 它坐落在喀斯特地貌的洼地上,为了这一科学奇迹,当地居民慷慨地迁移,为科学献上了宝贵的自然环境。 2016年9月25日,FAST正式揭开了神秘面纱,它的使命是揭示宇宙的奥秘,首个发现的两颗脉冲星如同宇宙的短促心跳,宣告了它的存在。 2018年,FAST装备了外星文明搜索设备,开启了寻找地外生命的新篇章。 2020年1月11日,FAST正式投入运行,它的强大观测力在2021年4月对全球科学家敞开怀抱,成为国际合作的科研圣地。 在2022年3月,FAST见证了一次极端爆炸事件的起源,其深远影响震动了科学界。 这一工程的初期预算为7亿元人民币,但最终造价达到了12亿元,背后是中国科学家们坚韧不拔的探索精神和卓越的工程实力。 在FAST的科研征程中,中国科学院国家天文台研究员李菂领导的团队取得了突破性成果。 他们发现了持续活跃的重复快速射电暴FRB B,这颗脉冲星位于30亿光年之外的贫金属矮星系,揭示了最大电子密度区域,揭示了FRB演化模型的新线索。 同年,徐聪团队在“斯蒂芬五重星系”附近发现的巨大原子气体系统,无疑丰富了我们对宇宙物质的认识。 FAST与阿雷西博天文台相比,其独特的设计包括反射器的主动调整、移动范围广阔的接收平台、宽频段的频率接收能力,以及配备了先进雷达功能的广阔视野。 它的技术细节,如主动反射面系统和馈源支撑,都是创新与科学的结晶。 FAST,这座由天然岩溶景观中的穿孔铝板和钢缆网精心构建的望远镜,其“馈源舱”宛如一颗悬空的明珠,6个高塔与绞车伺服机构共同支撑,其4,450片三角形面板犹如精密的天文装置,能精确调整为抛物面天线。 工作频率范围从70MHz至3.0GHz,9个接收器覆盖,其中氢线研究的关键频段1.23-1.53GHz,数据则储存在ICRAR和NGAS系统中。 南仁东,FAST的催生者和首席科学家,他的精神激励着一代代科研者。 如今,李菂接过接力棒,继续引领FAST在深邃的宇宙探索中破浪前行。 FAST面临的电磁干扰挑战,贵州已严格实施宁静区保护,确保观测不受游客设备的干扰,确保每一道信号都能准确无误地传向宇宙的深处。

“中国天眼”什么时候发现脉冲星?

近日,中科院国家天文台10日宣布,“中国天眼”发现2颗新脉冲星,距离地球分别约4100光年和1.6万光年。这是我国射电望远镜首次发现脉冲星,距“天眼之父”南仁东病逝不到1个月。“中国天眼”有望开启中国射电天文学10年至20年“黄金期”。

据报道,中国科学院国家天文台10日宣布,被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST)经过一年紧张调试,已实现指向、跟踪、漂移扫描等多种观测模式的顺利运行,并确认了多颗新发现脉冲星。这是我国天文望远镜首次发现脉冲星。

10月10日电 中国科学院国家天文台10日宣布,被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST)确认了多颗新发现脉冲星。这是我国天文望远镜首次发现脉冲星。 2颗脉冲星中前者自转周期为1.83秒,距离地球约1.6万光年;后者自转周期为0.59秒,距离地球约4100光年。2颗脉冲星分别由FAST于8月22日、25日在南天银道面通过漂移扫描发现。

找到两颗脉冲星后,FAST还会发现什么?

4100光年,1.6万光年。坐落在贵州群山之中的“中国天眼”,刚一“睁眼”就“看见”了离地球如此遥远的2颗脉冲星。

10日,中国科学院国家天文台宣布,500米口径球面射电望远镜(FAST)经过一年紧张调试,已实现指向、跟踪、漂移扫描等多种观测模式的顺利运行,并确认多颗新发现脉冲星。

脉冲星家族首次有了“中国星”

这是我国的天文设备第一次发现脉冲星,实现了该领域“零的突破”。自1967年发现第一颗脉冲星以来,过去的50年里,人类发现的脉冲星家族至少有2700个成员了。

国家天文台公布了这2颗脉冲星的具体信息:前者自转周期为1.83秒,距离地球约1.6万光年,后者自转周期为0.59秒,距离地球约4100光年,分别由“中国天眼”于今年8月22日、25日在南天银道面通过漂移扫描发现。

这只是“中国天眼”的部分发现。“天眼”工程副总工程师李菂介绍,“天眼”调试进展超过预期,目前已探测到数十个优质脉冲星候选体,其中6颗通过国际认证。

据科学家介绍,脉冲星是一种高速自转的中子星,由恒星演化和超新星爆发产生。它的密度极高,每立方厘米重达上亿吨,一块方糖大小就相当于地球上一万艘万吨巨轮的重量。脉冲星自转速度很快、自转周期精确,是宇宙中最精准的时钟。正因如此,脉冲星会发射一断一续的周期性脉冲信号,就好比转动的灯塔发出忽明忽暗的光。

这一特殊“本领”,让脉冲星在计时、引力波探测、广义相对论检验等领域具有重要应用。李菂说,脉冲星具有在地面实验室无法实现的极端物理性质,对其进行研究有望得到许多重大物理学问题的答案。譬如,脉冲星的自转周期极其稳定,准确的时钟信号为引力波探测、航天器导航等重大科学及技术应用提供了理想工具。

“通过对快速旋转的射电脉冲星进行长期监测,选取一定数目的脉冲星组成计时阵列,就可以探测来自超大质量双黑洞等天体发出的低频引力波。”李菂说。

澳大利亚科学及工业研究院Parkes望远镜科学主管乔治·霍布斯说,“天眼”的调试以及逐渐产出成果,是目前国际天文学界最激动人心的事件之一。

调试一年就出成果,告慰“天眼之父”南仁东

“天眼”的最初构想来自已故天文学家南仁东。从1994年提出设想,到2016年正式启用,22年间,南仁东和他的团队全力推动着这个看似不可思议的世界级项目。

设计和结构均无先例可循,“天眼”前期调试遇到巨大困难。“天眼”工程总工艺师王启明说,各系统一开始专注于设备跟踪维护,系统内调试看起来都没问题,但各系统联调后,系统间的通信、算法的统一、安全协调等一系列问题逐步暴露出来。

联调期间,“天眼”人的工作状态基本上是白天分头干活,晚上集中开会商讨,连夜改程序,第二天又接着试新方案,反复调到最优。在“天眼”落成启用后的380个日日夜夜里,除非停电,总控机房总是二十四小时无休。白天,工程团队和施工方的人员集中进行调试;晚上,科研人员会把面型固定好,让其指向一个特定的天区,通过地球自转,让天空从望远镜上方漂移扫描过去。

李菂说,漂移扫描方式在脉冲星搜索上很少被运用,但调试期间只能用这种方式,为此,科研人员不仅需要重新设计软件,数据处理上也要付出更多劳动,但最终结果是令人振奋的,“天眼”每次扫描都能获得一到两个高质量的脉冲星候选体。

国家天文台研究员、“天眼”工程副经理彭勃说,国外同类大型射电望远镜建成后一般需要3年至5年的调试阶段,而“天眼”调试了一年就获得了初步成果。

“天眼”会寻找“外星人” 将主导未来宇宙天图

中外科学家都期待“天眼”的发现从量变转为质变。“天眼”若能第一个捕获河外星系脉冲星,将具有开创性意义。李菂和他的研究小组已经在为观测河外星系脉冲星做技术上的准备,最早于明年初会进行尝试。

位发现脉冲星的天文学家乔瑟琳·贝尔今年早些时候参观了“中国天眼”,她期待这座世界最大的射电望远镜能发现更多微弱、遥远、独特的脉冲星,包括发现围绕黑洞旋转的脉冲星。

对于观测范围可达已知宇宙边缘的“天眼”来说,发现脉冲星只是使命之一,未来,它还将在中性氢观测、谱线观测、寻找可能的星际通讯信号等方面大放异彩。

宇宙大爆炸学说认为,中性氢是宇宙中几乎与大爆炸同龄的“老人家”,观测和研究中性氢的分布,能帮助科学家进一步弄清银河系和河外星系的结构,解开宇宙大爆炸等宇宙起源和演化之谜。“‘中国天眼’将通过巡视宇宙中的中性氢,绘制出最新最大的标准宇宙天图。”国家天文台“天眼”项目高级博士后MarkoKrco(马可)说。

“中国天眼”甚至还能“监听”宇宙中可能存在的外星文明发出的无线电波。澳大利亚科学及工业研究院Parkes望远镜科学主管乔治·霍布斯说,Parkes望远镜目前有20%的时间分配给了“寻找外星人”,但仍一无所获,“中国天眼”看得更远,说不定将来会有令人振奋的消息。

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