【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】11月26日，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)召開FAST脈沖星科學(xué)研討會(huì)，來自國(guó)內(nèi)多家科研院所、高等院校的脈沖星領(lǐng)域?qū)＜壹扒嗄陮W(xué)者參加會(huì)議。
由國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)批復(fù)立項(xiàng)的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施中國(guó)天眼FAST正式開放運(yùn)行四年來，在脈沖星、快速射電暴、中性氫、納赫茲引力波等領(lǐng)域取得了多項(xiàng)重要原創(chuàng)性成果，其中脈沖星領(lǐng)域中發(fā)現(xiàn)最短軌道脈沖星雙星、捕捉納赫茲引力波信號(hào)的初步證據(jù)等突破性進(jìn)展，為FAST從追趕到領(lǐng)跑世界先進(jìn)水平提供了強(qiáng)有力支撐。
截至2024年11月，F(xiàn)AST發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量已突破1000顆，超過同一時(shí)期國(guó)際其他望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量的總和，其中包括大量的毫秒脈沖星和脈沖星雙星，豐富了脈沖星的種類和數(shù)量，對(duì)于理解脈沖星的形成和演化具有重要意義。通過觀測(cè)脈沖星，可檢驗(yàn)廣義相對(duì)論、探測(cè)低頻引力波等，為脈沖星物理、測(cè)時(shí)等理論研究提供重要的數(shù)據(jù)支持。
本次研討會(huì)主要聚焦FAST建成以來在脈沖星領(lǐng)域取得的重要科學(xué)成果，展望未來中國(guó)天眼在該領(lǐng)域的重要機(jī)遇和研究方向，如發(fā)現(xiàn)特殊的脈沖星雙星系統(tǒng)以精確檢驗(yàn)引力理論或限制脈沖星質(zhì)量，進(jìn)一步推進(jìn)納赫茲引力波探測(cè)等。
FAST銀道面脈沖星快照巡天國(guó)家天文臺(tái)研究員韓金林帶領(lǐng)的王綬琯巡天突擊隊(duì)自2020年開始對(duì)銀河的盤區(qū)進(jìn)行脈沖星巡天，他們發(fā)展了新的FAST觀測(cè)模式，高效利用FAST覆蓋脈沖星比較聚集的天區(qū)，到目前為止已經(jīng)發(fā)現(xiàn)750余顆脈沖星，超過FAST發(fā)現(xiàn)脈沖星總數(shù)的70%，其中包括110顆偶發(fā)脈沖星、170多顆毫秒脈沖星、150多個(gè)雙星系統(tǒng)(包括軌道周期最短的脈沖星雙星)。他們已經(jīng)對(duì)一批致密軌道雙星系統(tǒng)進(jìn)行了相對(duì)論測(cè)量，通過測(cè)量夏皮羅延遲得到了雙星的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了高精度的引力論檢驗(yàn)。該團(tuán)隊(duì)新發(fā)現(xiàn)的暗弱脈沖星成為揭示銀河系中暗弱脈沖星族群的關(guān)鍵數(shù)據(jù)；在銀河星場(chǎng)中發(fā)現(xiàn)的毫秒脈沖星和脈沖星雙星為理解目前尚無定論的雙星演化途徑提供了核心數(shù)據(jù)，并成為監(jiān)測(cè)引力波的優(yōu)良探針。
漂移掃描多科學(xué)目標(biāo)同時(shí)巡天漂移掃描利用地球自轉(zhuǎn)和多波束像場(chǎng)旋轉(zhuǎn)，是FAST實(shí)現(xiàn)超奈奎斯特采樣大天區(qū)覆蓋的有效模式。清華大學(xué)/國(guó)家天文臺(tái)研究員李菂帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)獨(dú)特噪聲注入技術(shù)，成功運(yùn)行脈沖星搜索、中性氫成像、中性氫星系和快速射電暴多科學(xué)目標(biāo)同時(shí)巡天觀測(cè)模式(CRAFTS)，系統(tǒng)性發(fā)現(xiàn)脈沖星208顆，其中包括毫秒脈沖星、蜘蛛脈沖星、FAST首個(gè)雙中子星等原創(chuàng)性成果。
毫秒脈沖星精密測(cè)時(shí)北京大學(xué)/國(guó)家天文臺(tái)研究員李柯伽帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)基于FAST對(duì)毫秒脈沖星開展精密測(cè)時(shí)研究，并與中國(guó)脈沖星測(cè)時(shí)陣列合作團(tuán)隊(duì)合力在脈沖星噪聲分析、偏振測(cè)量、星際介質(zhì)研究和引力波探測(cè)方面取得重點(diǎn)進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)基于CPTA DR1.0的噪聲分析，給出不同分析方法的自洽結(jié)果，并通過對(duì)56顆毫秒脈沖星偏振特性的普查，得出幾乎所有毫秒脈沖星都應(yīng)該具有全向輻射的特點(diǎn)，這一發(fā)現(xiàn)將改變未來毫秒脈沖星巡天的預(yù)期。
脈沖星物理與演化研究 新疆天文臺(tái)研究員王娜帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，利用FAST在脈沖星輻射物理、脈沖星形成與演化、星際介質(zhì)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。相關(guān)工作探究脈沖星輻射演化規(guī)律，探索毫秒脈沖星形成機(jī)制，測(cè)量蜘蛛脈沖星伴星磁場(chǎng)，利用脈沖星星際閃爍效應(yīng)揭示星際介質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)年輕脈沖星首次三維度速度測(cè)量，發(fā)現(xiàn)脈沖星自轉(zhuǎn)與速度共線的證據(jù)，為脈沖星誕生機(jī)制提出嚴(yán)格限制。
球狀星團(tuán)脈沖星巡天球狀星團(tuán)被認(rèn)為是具有百億年演化年齡的小質(zhì)量恒星集群，其中的脈沖星多是特殊類型脈沖星，包括毫秒脈沖星、脈沖雙星、蜘蛛類脈沖星、雙中子星等。國(guó)家天文臺(tái)副研究員潘之辰負(fù)責(zé)的FAST球狀星團(tuán)脈沖星巡天工作，自2017年10月起已發(fā)現(xiàn)近60顆脈沖星，將FAST天區(qū)內(nèi)球狀星團(tuán)脈沖星數(shù)量增加約兩倍。這些研究工作涵蓋軌道周期最短的脈沖星雙星系統(tǒng)、球狀星團(tuán)脈沖星中自轉(zhuǎn)最慢以及軌道周期最長(zhǎng)等創(chuàng)紀(jì)錄的奇特脈沖星。
此外，貴州師范大學(xué)、南京大學(xué)、北京師范大學(xué)、齊魯師范學(xué)院等科研團(tuán)隊(duì)也利用FAST在脈沖星發(fā)現(xiàn)方面作出了積極貢獻(xiàn)。
與會(huì)專家充分肯定了FAST取得的重要成果。未來，F(xiàn)AST將探索通過在望遠(yuǎn)鏡周圍增加輔助天線的方式來提升望遠(yuǎn)鏡的靈敏度及空間分辨能力，實(shí)現(xiàn)射電暫現(xiàn)源定位和綜合孔徑成像的跨越式能力提升，并顯著增加FAST的覆蓋天區(qū)。靈敏度及覆蓋天區(qū)的提升將有利于進(jìn)一步擴(kuò)大脈沖星樣本，進(jìn)而提高發(fā)現(xiàn)罕見天體的概率，例如特殊脈沖星及脈沖星—黑洞雙星系統(tǒng)，全面革新人類對(duì)中子星演化的認(rèn)識(shí)，揭示不同類型和狀態(tài)脈沖星的物理特性，開啟強(qiáng)引力場(chǎng)中檢驗(yàn)廣義相對(duì)論的新紀(jì)元。
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