竣工調(diào)試僅一年,隱藏在貴州山坳間宛若一口銀白色大鍋的FAST就發(fā)現(xiàn)了六顆脈沖星。
這些脈沖星目前已獲得國際同行的確認(rèn)。
10月11日上午,中國科學(xué)院國家天文臺射電天文研究部首席科學(xué)家、FAST工程副總工程師李菂向澎湃新聞(www.thepaper.cn)介紹,這次國際驗(yàn)證是通過澳大利亞的一個望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的:“我們在北半球,他們在南半球。如果雙方都觀測到了,那么,基本可以排除這些信號來自某種固定的人造干擾,或者是某種不容易被理解的信號。”
500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST被譽(yù)為“中國天眼”。這個世界上最大最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡還有著更宏大的目標(biāo),其中之一就是為人類率先找到銀河系外的射電脈沖星。此前,人們找到的2700多顆脈沖星都位于銀河系。
李菂告訴澎湃新聞,通俗地說,F(xiàn)AST像是一個收音機(jī),其天線的靈敏度極高,可以收聽到來自宇宙深處的心跳——脈沖星帶著哨聲的電磁波。FAST提供了一個機(jī)會,讓中國射電天文研究從追趕國際同行,變?yōu)槌健?ldquo;這一過程還沒有完成,但已經(jīng)開始了”。
【對話李菂】
澎湃新聞:為什么FAST有望率先找到銀河系外的脈沖星?
李菂:FAST反射面的口徑很大,所以的它的靈敏度很高。FAST最基本的工作原理是,利用拋物面,把來自宇宙深處的星際光,聚焦成一個點(diǎn)?趶皆酱,收光能力越強(qiáng),也就是增益越大,放大倍數(shù)越大。
但這里的放大,不是把一個小點(diǎn),變成一個大點(diǎn),而是把一個方向很大的一束光,匯聚成一個很小的點(diǎn)。
廣義地說,F(xiàn)AST像是一個收音機(jī),用巨大的天線,來收聽來自宇宙深處的聲音。很多反射單元構(gòu)成的拋物面(FAST拋物面25萬平方米,相當(dāng)于30個足球場),就是FAST的天線。但我們用的收音機(jī)的天線是一個桿,能感應(yīng)四面八方的電磁波,卻不能聚焦。FAST的天線能夠聚焦,更像是家用衛(wèi)星電視的天線。
澎湃新聞:中國的射電望遠(yuǎn)鏡此前發(fā)現(xiàn)過脈沖星嗎?
李菂:中國有很多個射電望遠(yuǎn)鏡,做了大量的基礎(chǔ)研究工作,但它們的口徑都不夠大,沒有發(fā)現(xiàn)過脈沖星。FAST是目前世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡,它提供了一個機(jī)會,讓中國射電天文研究從追趕國際同行,變?yōu)槌。這一過程還沒有完成,但已經(jīng)開始了。
澎湃新聞:脈沖星有很多種嗎?為什么它可以發(fā)出脈沖?
李菂:脈沖星可以分為很多類,比如X射線脈沖星、γ射線脈沖星,它們也有射電脈沖,大部分都是中子星。
脈沖星輻射的能量來自它旋轉(zhuǎn)的動能,其動能轉(zhuǎn)換成了光能。
所有的物體都有電磁輻射。一個東西只要有溫度,就有黑體輻射。黑體輻射就是光,光就是電磁波。
澎湃新聞:怎么確定這個信號來自這個脈沖星,而非來自其他天體?
李菂:脈沖星發(fā)出的這些射電信號有很多獨(dú)特的特征。
首先,這些信號有一個嚴(yán)格的周期性;其次,它有一個色散。星際空間不是完全的真空,其中還有電子,所以,電磁波經(jīng)過星際空間時,會發(fā)生散射。散射的結(jié)果是,高頻的信號會先到達(dá)地球,低頻的信號會后到。因?yàn)楣馑僦挥性谡婵绽锊攀呛愣ǖ,有介質(zhì)后,會有折射率。光就是電磁波。你可以想象到,你聽到的那些電磁波信號,帶著哨聲。其哨聲頻率的變化,可以用來估算這顆天體與地球的距離。
還有一個很重要的特征是,從天上來的信號,如果是從宇宙中的同一個地方發(fā)出來的,那么,它每天發(fā)過來的時間是不一樣的。因?yàn)榈厍蛴凶赞D(zhuǎn),還有公轉(zhuǎn)(繞著太陽公轉(zhuǎn))。這跟來自地球表面的信號不同。
澎湃新聞:怎么對這些脈沖星進(jìn)行國際驗(yàn)證呢?
李菂:除了FAST,國際上還有很多其他大的射電望遠(yuǎn)鏡:50米的,60米的,100米的,300米的等等。如果他們也觀測到,那我們就比較有把握了。
比如,這次驗(yàn)證是通過澳大利亞的一個望遠(yuǎn)鏡。我們在北半球,他們在南半球。如果雙方都觀測到了,那么,基本可以排除這些信號來自某種固定的人造干擾,或者是某種不容易被理解的信號。
我們是通過科學(xué)合作的方式,向其他的天文臺申請時間,請他們獨(dú)立觀測,國際射電天文臺沒有進(jìn)行協(xié)調(diào)。
澎湃新聞:需要告訴他們什么參數(shù)呢?
李菂:一般告訴他們這個天體的赤經(jīng)、赤緯、色散、周期,以及粗略估計該天體與地球的距離,有這些參數(shù)就可以了。
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