雖然已經成為科學“明星”,但是FAST(500米口徑球面射電望遠鏡)依然不忘自己的“本職”工作。4月28日,來自中國科學院國家天文臺的消息說,FAST第一次發現了一顆距地球4000光年的毫秒脈沖星,這是FAST繼發現脈沖星之后的另一重要成果。
去年10月10日,中科院宣布,FAST團隊利用位于貴州師范大學的FAST早期科學中心進行數據處理,探測到數十個優質脈沖星候選體。經國際合作,例如利用澳大利亞64米Parkes望遠鏡,進行后隨觀測認證,已通過系統認證了多顆脈沖星:編號為J1859-0131的脈沖星,自轉周期是1.83秒,距離地球約1.6萬光年;編號為J1931-01的脈沖星,自轉周期是0.59秒,距離地球約4100光年……
在成為科學“明星”、并被國人大肆觀賞之余,FAST依然繼續努力工作。今年2月27日,FAST通過跟蹤伽馬射線點源3FGL J0318.1+0252,首次發現了一顆毫秒脈沖星,然后又通過FAST與費米伽馬射線衛星大視場望遠鏡(Fermi-LAT)的國際合作認證了此次新發現。4月18日,FAST首次發現的毫秒脈沖星得到國際認證。
新發現的脈沖星J0318+0253自轉周期5.19毫秒,根據色散估算距離地球約4000光年,由FAST使用超寬帶接收機進行一小時跟蹤觀測發現,是至今發現的射電流量最弱的高能毫秒脈沖星之一。國際大型射電天文臺曾對其進行過多次脈沖星搜索,比如美國Arecibo望遠鏡在2013年6月開展的三次定點觀測,都未探測到。通過對Fermi-LAT伽馬射線數據的后隨計時分析證實J0318+0253為孤立毫秒脈沖星,并提高位置精度至亞角秒量級。這是FAST–Fermi-LAT合作組的首個成果。雙方將繼續合作研究,并開展多波段觀測分析。
毫秒脈沖星是每秒自轉上百次的特殊中子星,對其研究不僅有望對理解中子星演化、奇異物質狀態起到重要作用,而且穩定的毫秒脈沖星是低頻引力波探針。脈沖星搜索是進行引力波探測研究的基礎,脈沖星計時陣是觀測超大質量雙黑洞發出的引力波最有效的方法。脈沖星計時陣依賴數十顆計時性質良好的毫秒脈沖星,其樣本的擴大、性能的提高起始于脈沖星搜索。此次FAST首次發現毫秒脈沖星,展示了FAST對國際低頻引力波探測作出實質貢獻的潛力。FAST項目組已經策劃的FAST多科學目標同時巡天規劃(CRAFTS,arxiv:1802.03709; http://crafts.bao.ac.cn/)將發現大量毫秒脈沖星,大幅度提高脈沖星陣探測引力波的靈敏度。
北京大學科維理天文與天體物理研究所李柯伽研究員表示,此次發現展示了FAST在脈沖星搜尋方面的重大潛力,凸顯了大口徑射電望遠鏡在新時代的生命力。FAST望遠鏡在調試階段即取得這樣的重大成果,期待早日正式運行,提高中國射電天文整體的實力。
北京大學天文系教授徐仁新在接受科技日報記者獨家采訪時說,毫秒脈沖星的發現不僅有科學意義,而且它因極穩定的時鐘特性還具有時間頻標和導航等應用價值。FAST參與毫秒脈沖星的發現將為全球科學家和工程師提供更好的機遇。
澳大利亞科工組織研究員,國際引力波聯合探測委員會(GWIC)成員G.Hobbs表示,國際射電天文界為FAST已經發現大量脈沖星感到興奮,看好FAST的國際合作前景,并期待FAST為引力波探測作出貢獻。
FAST將繼續調試,以期達到設計指標、通過國家驗收,并成為世界一流的射電天文望遠鏡。
(新媒體責編:wb001)
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