【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(lái)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(lái)，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(guò)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(guò)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(lái)在脈沖星領(lǐng)域取得的重要科學(xué)成果，展望未來(lái)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(guò)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(guò)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(wú)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(guò)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(lái)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(lái)，F(xiàn)AST將探索通過(guò)在望遠(yuǎn)鏡周圍增加輔助天線的方式來(lái)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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