中新網(wǎng)北京5月20日電 (記者 孫自法)“中國(guó)天眼”(500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡，F(xiàn)AST)再次取得重磅天文成果——新發(fā)現(xiàn)201顆脈沖星，包括一大批暗弱脈沖星。
《天文和天體物理學(xué)研究》新一期封面?！?guó)家天文臺(tái) 供圖
中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)20日發(fā)布消息說(shuō)，該臺(tái)韓金林研究員領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)利用“中國(guó)天眼”開(kāi)展銀道面脈沖星巡天，最新發(fā)現(xiàn)了201顆脈沖星，其中包括一批最暗弱的脈沖星、挑戰(zhàn)當(dāng)代銀河系電子分布模型的大色散量脈沖星、40顆毫秒脈沖星、16顆脈沖雙星、一批模式變化和消零脈沖星以及射電暫現(xiàn)源等。
這一重要天文學(xué)成果當(dāng)天以封面文章形式，由中國(guó)主辦的天文學(xué)國(guó)際期刊《天文和天體物理學(xué)研究》(RAA)正式發(fā)表。
新發(fā)現(xiàn)脈沖星的色散量(DM)與兩種銀河系電子密度模型估計(jì)的最大DM值的比較。 國(guó)家天文臺(tái) 供圖
提出用FAST進(jìn)行脈沖星快照巡天
中科院國(guó)家天文臺(tái)科普稱(chēng)，脈沖星是大質(zhì)量恒星死亡后的殘骸，是宇宙中密度最高、磁場(chǎng)最強(qiáng)、自轉(zhuǎn)最快、相對(duì)論效應(yīng)顯著的一類(lèi)迷人而又奇異的天體，是研究宇宙極端環(huán)境中物理規(guī)律的理想實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)期以來(lái)都是備受注的天文和物理前沿研究領(lǐng)域，涉及引力波探測(cè)、精確驗(yàn)證廣義相對(duì)論、限制極端物理?xiàng)l件下的物態(tài)方程、高精度時(shí)空基準(zhǔn)建立等重要基本問(wèn)題。自1968年脈沖星首次發(fā)現(xiàn)至今50余年，全球已發(fā)現(xiàn)約3000顆脈沖星，其中約400多顆毫秒脈沖星。
作為當(dāng)今世界靈敏度最高的射電望遠(yuǎn)鏡，F(xiàn)AST配備19波束L波段接收機(jī)，成為世界上最強(qiáng)大的脈沖星搜尋利器。韓金林團(tuán)隊(duì)提出利用FAST進(jìn)行脈沖星快照巡天(GPPS)，對(duì)FAST可見(jiàn)的銀道面區(qū)域逐點(diǎn)進(jìn)行5分鐘的暗弱信號(hào)積分，首次使得針對(duì)銀河系大天區(qū)面積的脈沖星系統(tǒng)性搜尋進(jìn)入微央斯基量級(jí)的靈敏區(qū)域，預(yù)期FAST能夠發(fā)現(xiàn)1000顆左右的新脈沖星，并期待發(fā)現(xiàn)特殊類(lèi)型高科學(xué)價(jià)值的脈沖星。
位于銀河系本地旋臂(左)或人馬旋臂(右)的新發(fā)現(xiàn)脈沖星(五角星)具有超常的色散量(DM)?！?guó)家天文臺(tái) 供圖
新發(fā)現(xiàn)脈沖星挑戰(zhàn)銀河系電子分布模型
韓金林介紹說(shuō)，GPPS項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)2019年完成觀測(cè)模式和數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)之后，項(xiàng)目于當(dāng)年底被FAST科學(xué)委員會(huì)選定為重大優(yōu)先觀測(cè)項(xiàng)目之一。2020年初，GPPS巡天項(xiàng)目正式開(kāi)啟觀測(cè)。
截至2021年3月，GPPS共計(jì)觀測(cè)了約126平方度的銀道面區(qū)域，占比不到巡天項(xiàng)目總體規(guī)劃的5%，但已經(jīng)取得豐碩的科學(xué)成果。目前已發(fā)現(xiàn)新脈沖星201顆。相比之前世界上最靈敏的望遠(yuǎn)鏡巡天，GPPS巡天靈敏度總體而言要高約一個(gè)數(shù)量級(jí)。
韓金林指出，在GPPS新發(fā)現(xiàn)的脈沖星中，一部分特殊脈沖星的色散量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前最好銀河系電子分布模型的預(yù)計(jì)。根據(jù)模型估算，這些脈沖星應(yīng)該位于銀河之外。
不過(guò)，“考慮到銀河系在這些方向有銀河旋臂，它們含有大量電子氣體云團(tuán)，很可能是模型中這些云團(tuán)的數(shù)目或云團(tuán)里的電子密度被嚴(yán)重低估了。因此，新發(fā)現(xiàn)的脈沖星對(duì)當(dāng)今的銀河系電子分布模型提出挑戰(zhàn)”。
FAST-GPPS脈沖星搜尋靈敏度曲線及巡天探測(cè)的脈沖星，紅色為GPPS新發(fā)現(xiàn)的脈沖星?！?guó)家天文臺(tái) 供圖
