被譽為「中國天眼」的500米口徑球面射電望遠鏡「FAST」,為國家研發、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。歷兩年調試,並發現50顆新脈衝星,有望明年下半年驗收後,向全國天文學家開放使用。
本報記者:張斌  互聯網圖片

「中國天眼」由天文學家南仁東於1994年提出構想,歷時22年建成,已於2016年9月25日落成,這個500米口徑球面射電望遠鏡(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope) 「FAST」,經過兩年的調試,已實行了跟蹤、漂移掃描、運動掃描等多種觀測模式,關鍵指標超過預期。

國家天文台去年10月已公布FAST首次發現脈衝新星,探測到數十顆優質脈衝星候選體,其中6顆通過國際認證。一年過去,FAST再探測到59顆優質脈衝星候選體,其中44顆得到認證。FAST在今年首次發現毫秒脈衝星並獲國際認證,這是FAST繼發現脈衝星後的另一重要成果。

尋找物理學答案
FAST望遠鏡探測到的脈衝星編號為J1859-0131(又名FP1-FAST pulsar #1),自轉周期為1.83秒,估算距離地球1.6萬光年。搜尋和發現射電脈衝星是FAST核心科學目標。自1967年發現首顆脈衝星以來,過去50年發現的脈衝星家族,至少有2,700個成員。

FAST首席科學家李菂介紹,脈衝星是一種高速自轉的中子星,密度高至達到每立方釐米重近億噸。它的自轉速度很快、自轉周期精確,是宇宙中最精確的時鐘。因此,它具有地面實驗室無法實現的極端物理性質,是理想的天體物理實驗室,對其進行研究,有望為許多重大物理學問題找到答案。

自2016年9月25日落成啟用後,FAST正式進入為期3至5年的調試期。

FAST巨大的接收面積,有其他望遠鏡無法比擬的優勢,因為超高的靈敏度,令它的結構更複雜,調試工作更具挑戰,更容易受故障的影響。同時,還有30噸饋源艙(安放FAST望遠鏡接收宇宙外信號裝置系統的艙體)在高空漂流,安全風險也極大。

星際通訊探索未來
FAST調試團隊經過半年努力,去年8月首次完成反射面和饋源支撐的協同動作,實行特定目標的跟蹤觀測,並穩定地獲得目標源射電訊號。意味「天眼」的「眼珠」可以轉動,也標誌望遠鏡最具難度、最具風險的功能性調試完成。

餘下的任務是提升望遠鏡的性能。FAST總工程師薑鵬表示,19波束已經完成安裝調試。它可以將望遠鏡的視場擴大19倍,大幅提升望遠鏡的巡天效率,預期將發現更多的脈衝星。

觀測範圍可達已知宇宙邊緣的「天眼」,發現脈衝星只是使命之一。未來,它還將在中性氫觀測、譜線觀測、尋找可能的星際通訊信號等方面進行探索發現。「中國天眼」位處貴州黔南布依族苗族自治州平塘縣大窩氹窪地。