近日，中科院國家天文臺韓金林研究員領(lǐng)導的科研團隊利用中國天眼(FAST)望遠鏡開展銀道面脈沖星巡天，取得重要進展，新發(fā)現(xiàn)了201顆脈沖星。這一發(fā)現(xiàn)于2021年5月20日作為封面文章正式發(fā)表在國內(nèi)天文學國際期刊《天文和天體物理學研究》上。

　　【世界上最強大的脈沖星搜尋利器】

　　脈沖星是大質(zhì)量恒星死亡后的殘骸，是宇宙中密度最高、磁場最強、自轉(zhuǎn)最快、相對論效應(yīng)顯著的一類迷人而又奇異的天體，是研究宇宙極端環(huán)境中物理規(guī)律的理想實驗室。長期以來，脈沖星都是天文和物理的前沿研究領(lǐng)域，涉及引力波探測、精確驗證廣義相對論、限制極端物理條件下的物態(tài)方程、高精度時空基準建立等重要基本問題。脈沖星的發(fā)現(xiàn)和研究，是國際上大射電望遠鏡關(guān)鍵科學目標之一。早年的脈沖星發(fā)現(xiàn)，以及脈沖星雙星監(jiān)測對引力波輻射做出的首次物理驗證，因其意義重大，還曾斬獲過兩項諾貝爾物理學獎。自1968年脈沖星發(fā)現(xiàn)至今50余年，已發(fā)現(xiàn)約3000顆脈沖星，其中約400多顆毫秒脈沖星。

　　FAST是目前世界上靈敏度最高的射電望遠鏡，配備的19波束L波段接收機，成為世界上最強大的脈沖星搜尋利器。韓金林團隊提出用FAST進行脈沖星快照巡天(GPPS)，首次使得銀河系大面積脈沖星系統(tǒng)性搜尋進入微央斯基量級的靈敏區(qū)域。2020年初GPPS巡天項目正式開啟觀測，截至2021年3月，共計觀測了約126平方度的銀道面區(qū)域，不到巡天項目總體規(guī)劃的百分之五，但已取得豐碩的科學成果。

　　相比之前最靈敏的美國阿雷西博望遠鏡PALFA巡天，GPPS巡天靈敏度總體而言要高約一個數(shù)量級。在新發(fā)現(xiàn)的201顆脈沖星中，一部分特殊脈沖星的色散量遠遠超過目前最好的銀河系電子密度分布模型的預計。如果利用銀河系電子密度模型估算脈沖星距離，這些脈沖星應(yīng)該坐落在銀河系之外?？紤]到銀河系在這些方向有銀河系的旋臂，它們含有大量電子氣體云團，很可能是銀河系模型中這些云團的數(shù)目或云團里的電子密度被嚴重低估了。因此新發(fā)現(xiàn)的脈沖星對當代通用的銀河系電子密度模型提出了挑戰(zhàn)。

　　GPPS巡天早期結(jié)果還發(fā)現(xiàn)了40顆毫秒脈沖星，其中至少有14顆位于密近雙星系統(tǒng)中。后續(xù)對這些毫秒脈沖星的測時觀測可以用來探測來自遙遠星系的低頻引力波，還可用于建立脈沖星時間和空間基準，其中一些脈沖星將會成為檢驗引力理論的絕佳利器，因此這些發(fā)現(xiàn)是對該領(lǐng)域的一個顯著貢獻。

　　【“讓人懊惱的是這樣的論文相當少見”】

　　“到目前為止，GPPS僅覆蓋了FAST可觀測天區(qū)一小部分，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了201顆以前未知的脈沖星。作為一個巡天項目早期階段，這數(shù)目令人印象非常深刻……發(fā)現(xiàn)40個毫秒脈沖星，是一個了不起的成就……論文揭示了FAST在脈沖星天文學特別是脈沖星搜尋方面的大好前景……讓人懊惱的是這樣的論文竟然在該領(lǐng)域相當少見。”澳大利亞科學院院士R N Manchester教授對此發(fā)表了評論。

　　美國康奈爾大學J M Cordes教授評論說：“該巡天可能主導未來脈沖星發(fā)現(xiàn)，最終完成完整的銀河系脈沖星普查……可能遲早會發(fā)現(xiàn)脈沖星-黑洞雙星。”

　　目前，GPPS項目團隊正努力搜尋整個FAST可見銀道面區(qū)域，未來結(jié)果可期。

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