中国天眼(FAST)是目前全球最大且最灵敏的射电望远镜,位于贵州省平塘县的崇山峻岭间。自2016年9月25日启用以来,它取得了举世瞩目的成就,运行效率和质量不断提高,年观测时长超过5300小时,为人类探索宇宙奥秘作出了卓越贡献。
2024年4月17日,“中国天眼”发现的新脉冲星数量突破900颗,其中包括120余颗双星脉冲星、170余颗毫秒脉冲星和80颗暗弱的偶发脉冲星。这些脉冲星的发现不仅极大地拓展了人类对脉冲星辐射强度的观测范围,也为研究宇宙演化、引力波探测等提供了重要数据。毫秒脉冲星的周期极其稳定,未来有望在时间标准制定、导航等领域发挥重要作用。
国家天文台银道面脉冲星巡天项目负责人韩金林表示,每一颗脉冲星都有其特殊脉冲及稳定的转动频率,相当于宇宙中的“灯塔”,可以帮助构建星际旅行的“宇宙坐标系”。如果人类能够实现星际穿越,这些脉冲星可以提供导航支持,确保在旅途中不会迷失方向。
“中国天眼”在快速射电暴研究方面也取得了重大突破,获得了迄今为止最大的快速射电暴爆发事件样本,解释了其完整能谱及其双峰结构,成为该领域的里程碑。此外,与“慧眼”卫星合作,在研究方式上形成互补,为进一步揭开快速射电暴的神秘面纱提供了有力支持。
在中性氢观测方面,科研团队采用原创的中性氢窄线自吸收方法,首次获得了原恒星核包层中的高置信度塞曼效应测量结果。这一发现证实了星际介质从冷中性气体到原恒星核具有连贯性的磁场结构,为解决恒星形成原理的“磁通量问题”提供了重要的观测证据。
自2021年3月31日起,“中国天眼”正式对全球开放,面向全世界天文学家征集观测申请。目前已有15个国家递交了观测申请,各国科学家利用其强大的观测能力共同开展了一系列科学研究。开放“中国天眼”不仅促进了全球科技进步,还加深了各国之间的科技合作和理解。
澳大利亚国立大学天文学与天体物理研究学院教授麦克卢尔-格里菲思曾两次参观“中国天眼”,她认为“中国天眼”的开放加强了不同国家科学家之间的合作,特别对年轻科学家而言,是一个非常好的交流机会,有助于建立合作关系并扩展研究领域。
国内外科学家在FAST使用及观测的科研过程中相互学习。在调试阶段,中国的科研团队就已同国外科学家有很多接触,一些著名研究员也是从国外引进以开展技术交流合作。中外天文学家合作利用“中国天眼”的最新超深场巡天数据成功捕捉到了距离我们大约50亿光年的中性氢星系样本,其中一个星系拥有已知的最大中性氢质量,揭示了早期宇宙星系演变和气体循环的重要线索。
2024年9月25日,在世界最大单口径球面射电望远镜FAST建成8周年之际,中国天眼FAST核心阵试验样机建设正式启动,首台40米口径射电望远镜进行吊装,有望进一步大幅提高FAST望远镜的天文观测能力。这次升级得益于多年来奠定的坚实基础,带动了我国相关技术领域的发展,并培养了一批优秀的科技人才。
科研团队提出了一种低成本、可快速实施的射电望远镜阵列方案,计划在FAST周边5公里内建设24台40米口径全可动射电望远镜,组成综合孔径阵。相较于在运行的百米口径射电望远镜,FAST的灵敏度要高一个数量级,但分辨率较低。通过加设辅助望远镜,可以显著提高其分辨能力和成像能力。除了天体物理学研究,FAST核心阵还可以在近地天体预警、深空卫星通讯等深空探测领域发挥作用,为我国空天领域提供重要战略支撑。