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中国天眼高质量开放运行取得系列重要科学成果

2022-01-06 国家天文台
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[video:20220106【朝闻天下】中国天眼FAST取得系列重要科研成果_1]

  2022年1月5日,中国科学院在国家天文台召开新闻发布会,介绍500米口径球面射电望远镜(“中国天眼”FAST)开放运行情况和系列重要成果。FAST于2020年1月11日通过国家验收,并于2021年3月31日正式向全球开放共享,2年来已取得一批有影响力的成果。

  中科院副院长、党组成员周琪在会上表示,中科院深入贯彻落实习近平总书记系列重要讲话和重要指示批示精神,全力做好FAST开放运行和科学研究工作。第一时间成立科学委员会、时间分配委员会和用户委员会,统筹规划科学方向、遴选重大项目、制定数据开放政策等,充分发挥FAST科学效能。自验收以来,FAST运行效率和质量不断提高,年观测时长超过5300小时,已远超国际同行预期的工作效率。截至目前,FAST共发现约500颗脉冲星,并在快速射电暴、中性氢宇宙等领域取得一系列重要成果。FAST已经成为中低频射电天文领域的观天利器,进入到“多出成果”“出好成果”的新阶段。

新闻发布会现场

  2021年,FAST正式向全球天文学家征集观测申请,彰显了中国科学家与国际科学界携手合作的理念。此次征集收到来自不同国家共7216小时的观测申请,最终14个国家(不含中国)的27份国际项目获得批准,并于2021年8月启动科学观测。

  北京时间2022年1月6日,国际学术期刊《自然》杂志以封面文章形式发表了国家天文台庆道冲、李菂领导的国际合作团队利用FAST在中性氢谱线测量星际磁场方面取得的重大进展。中性氢是宇宙中丰度最高的元素,广泛存在于宇宙的不同时期,是不同尺度物质分布的最佳示踪物之一。团队采用原创的中性氢窄线自吸收方法,利用FAST首次获得原恒星核包层中的高置信度的塞曼效应测量结果。研究发现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,异于标准模型预测,为解决恒星形成三大经典问题之一的“磁通量问题”提供了重要观测证据。

  2021年,依托FAST已经取得系列科研成果。国家天文台李菂、王培、朱炜玮领导的国际合作团队利用FAST对快速射电暴FRB121102进行观测,获得迄今最大快速射电暴爆发事件样本,首次揭示快速射电暴的完整能谱及其双峰结构,成果于2021年10月14日在《自然》杂志发表;韩金林领导的FAST重大优先项目“银道面脉冲星快照巡天”在不到两年时间新发现279颗脉冲星,其中65个为毫秒脉冲星,相关论文于2021年5月在国内学术期刊《天文和天体物理学研究》发表;李菂、王培领导的国际合作团队开展多波段合作观测,开启脉冲星搜索新方向,并打开研究脉冲星电磁辐射机制的新途径,成果于2021年12月在国内学术期刊《中国科学》上以封面及编辑点评文章形式发表。 

  左图为快速射电暴FRB 121102平均每小时爆发率的能量分布。在低能端90%探测完备性下测量到低于特征能量E0=4.8x1037erg开始出现爆发率下降,展现了复杂能量分布。右图为FAST观测快速射电暴艺术想象图,图中脉冲来自FAST观测FRB 121102真实数据。

  《自然》杂志封面设计稿,呈现金牛座分子云天区的星际介质和磁场。曲线为普朗克卫星测量的磁场方向图,本底星云来自赫歇尔空间望远镜拍摄的尘埃图像。

  左图为PSR J0318+0253位置和积分脉冲轮廓。a)FAST一小时跟踪观测的射电波段积分轮廓;b)折叠Fermi-LAT累积9年数据所获得的伽马光子积分脉冲轮廓。右图为FAST-FermiLAT合作开展脉冲星观测艺术想象图,《中国科学》2021年第12期封面。

  中科院国家天文台按照“高水平管理和运行好这一重大科学基础设施,早出成果、多出成果,出好成果、出大成果”的要求,围绕FAST优势科学目标,征集遴选了5个优先重大项目,组织全国优秀科研团队,开展大团队集中攻关。基于超高灵敏度的明显优势,FAST已成为中低频射电天文领域的观天利器,未来将在快速射电暴起源与物理机制、中性氢宇宙研究、脉冲星搜寻与物理研究、脉冲星测时与低频引力波探测等方向产出深化人类对宇宙认知的科学成果。

打印 责任编辑:任霄鹏

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