科技日報北京5月20日電（記者陸成寬）來自中國科學(xué)院國家天文臺等單位的研究人員，利用FAST望遠(yuǎn)鏡開展的巡天觀測取得重要進(jìn)展，新發(fā)現(xiàn)了201顆脈沖星。相關(guān)研究成果5月20日作為封面文章正式發(fā)表于《天文和天體物理學(xué)研究》上。
脈沖星是大質(zhì)量恒星死亡后的“遺骸”，是研究宇宙極端環(huán)境中物理規(guī)律的理想實驗室。“脈沖星的發(fā)現(xiàn)和研究，是國際上大射電望遠(yuǎn)鏡關(guān)鍵科學(xué)目標(biāo)之一，是在科學(xué)前沿‘逐鹿中原’的必爭之地。”中國科學(xué)院國家天文臺研究員韓金林說。
脈沖星的一個主要特征是發(fā)射高度周期性的脈沖，周期在1.4毫秒到23秒之間。十年以上的脈沖星測時觀測表明，脈沖星周期的長期穩(wěn)定性，特別是被稱為“毫秒脈沖星”的短周期脈沖星，可以與地球上最好的原子鐘相媲美。這些高度穩(wěn)定的“時鐘”分散在我們的銀河系中，遠(yuǎn)離嘈雜的地球的擾動，這導(dǎo)致了許多令人興奮的應(yīng)用，包括探測來自遙遠(yuǎn)星系的低頻引力波，以及對引力理論的一些最嚴(yán)格的檢驗。
FAST是500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡的簡稱，被譽為“中國天眼”，是目前世界上靈敏度最高的射電望遠(yuǎn)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。
為了發(fā)現(xiàn)更多的脈沖星，F(xiàn)AST開展了脈沖星快照巡天。截至2021年4月，脈沖星快照巡天共計觀測了約126平方度的銀道面區(qū)域，新發(fā)現(xiàn)了201顆脈沖星，其中包括一批最暗弱的脈沖星、挑戰(zhàn)當(dāng)代銀河系電子分布模型的大色散量脈沖星、40顆毫秒脈沖星、16顆脈沖雙星、一批模式變化和消零脈沖星以及射電暫現(xiàn)源等。
韓金林表示，在新發(fā)現(xiàn)的脈沖星中，一部分特殊脈沖星的色散量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前最好銀河系電子分布模型的預(yù)計。如果利用銀河系電子分布模型估算脈沖星距離，這些脈沖星應(yīng)該坐落在銀河之外。考慮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(tuán)，很可能是銀河系電子分布模型中這些云團(tuán)的數(shù)目或云團(tuán)里的電子密度被嚴(yán)重低估了。因此，“新發(fā)現(xiàn)的脈沖星對當(dāng)代通用的銀河系電子分布模型提出挑戰(zhàn)。”韓金林強調(diào)。
目前發(fā)布的脈沖星快照巡天早期結(jié)果還包括了40顆毫秒脈沖星，其中至少有14顆位于密近雙星系統(tǒng)中。“毫無疑問，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(yuǎn)星系的低頻引力波，還可用于建立脈沖星時間和空間基準(zhǔn)，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(xiàn)。”韓金林說。
除此之外，脈沖星快照巡天還發(fā)現(xiàn)了大約12顆模式變換或消零脈沖星、1顆旋轉(zhuǎn)射電暫現(xiàn)源以及與超新星遺跡成協(xié)的脈沖星。這些特殊脈沖星對研究脈沖星輻射物理有著重要的意義。
對此，澳大利亞科學(xué)院院士曼徹斯特評論道，到目前為止，脈沖星快照巡天僅覆蓋了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(xué)特別是脈沖星搜尋方面的大好前景。
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