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(kāi)展銀道面脈沖星巡天，取得重要進(jìn)展，新發(fā)現了201顆脈沖星。這一發(fā)現于2021年5月20日作為封面文章正式發(fā)表在國內天文學(xué)國際期刊《天文和天體物理學(xué)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(chǎng)最強、自轉最快、相對論效應顯著(zhù)的一類(lèi)迷人而又奇異的天體，是研究宇宙極端環(huán)境中物理規律的理想實(shí)驗室。長(cháng)期以來(lái)，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(shí)空基準建立等重要基本問(wèn)題。脈沖星的發(fā)現和研究，是國際上大射電望遠鏡關(guān)鍵科學(xué)目標之一。早年的脈沖星發(fā)現，以及脈沖星雙星監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(guò)兩項諾貝爾物理學(xué)獎。自1968年脈沖星發(fā)現至今50余年，已發(fā)現約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(jìn)行脈沖星快照巡天(GPPS)，首次使得銀河系大面積脈沖星系統性搜尋進(jìn)入微央斯基量級的靈敏區域。2020年初GPPS巡天項目正式開(kāi)啟觀(guān)測，截至2021年3月，共計觀(guān)測了約126平方度的銀道面區域，不到巡天項目總體規劃的百分之五，但已取得豐碩的科學(xué)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(gè)數量級。在新發(fā)現的201顆脈沖星中，一部分特殊脈沖星的色散量遠遠超過(guò)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目或云團里的電子密度被嚴重低估了。因此新發(fā)現的脈沖星對當代通用的銀河系電子密度模型提出了挑戰。

　　GPPS巡天早期結果還發(fā)現了40顆毫秒脈沖星，其中至少有14顆位于密近雙星系統中。后續對這些毫秒脈沖星的測時(shí)觀(guān)測可以用來(lái)探測來(lái)自遙遠星系的低頻引力波，還可用于建立脈沖星時(shí)間和空間基準，其中一些脈沖星將會(huì )成為檢驗引力理論的絕佳利器，因此這些發(fā)現是對該領(lǐng)域的一個(gè)顯著(zhù)貢獻。

　　【“讓人懊惱的是這樣的論文相當少見(jiàn)”】

　　“到目前為止，GPPS僅覆蓋了FAST可觀(guān)測天區一小部分，已經(jīng)發(fā)現了201顆以前未知的脈沖星。作為一個(gè)巡天項目早期階段，這數目令人印象非常深刻……發(fā)現40個(gè)毫秒脈沖星，是一個(gè)了不起的成就……論文揭示了FAST在脈沖星天文學(xué)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(jiàn)。”澳大利亞科學(xué)院院士R N Manchester教授對此發(fā)表了評論。

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

　　目前，GPPS項目團隊正努力搜尋整個(gè)FAST可見(jiàn)銀道面區域，未來(lái)結果可期。

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