2026-01-15 12:45:18
近日, 年夜国重器 中国天眼(FAST)又传来好动静。截至2025年11月5日,它已经发明脉冲星1170颗,远超同期其他千里镜发明总数。
作为一项公认的工程古迹,FAST于投入利用后连续开释科学潜能,不停书写新的传奇,于 十四五 时期取患了一系列新冲破。 对于纳赫兹引力波的探测结果就是此中之一。2023年6月,由中国科学院国度天文台牵头的中邦本冲星测时阵列(CPTA)研究团队公布,使用FAST对于57颗脉冲星举行长达3年5个月的周详监测,初次得到纳赫兹引力波存于的要害证据。这一发表在我国本土学术期刊《天文与天体物理研究》的庞大结果,标记着人类正式迈入纳赫兹引力波不雅测的新时代。 探测宇宙 低频之窗 人类终究站于了期盼已经久的纳赫兹引力波不雅测窗口前。 纳赫兹引力PA集团官网波探测结果论文的通信作者、中国科学院国度天文台/北京年夜学研究员李柯伽暗示, 咱们使用中国自立设计及制作的年夜科学装配开展原创性研究,结果发表于中国本土的学术期刊上,我国于这一范畴与国际同步到达领先程度。 引力波是爱因斯坦广义相对于论中的主要预言,指加快运动的有质量物体扰动时空所孕育发生的 涟漪 。 假如把宇宙比方成一杯水,人类已经知的、能瞥见的工具只是此中一滴,绝年夜部门的宇宙是看不见的暗物资、暗能量。 李柯伽注释道, 咱们只有经由过程追踪 质量 的运动,才能揭开宇宙的秘密。 美国激光干预干与引力波天文台(LIGO)在2016年初次于试验中直接不雅测到引力波。这些引力波频率较高、波长较短,由恒星级质量的双黑洞并合孕育发生。 而由更年夜质量天体运动孕育发生的引力波频率更低、波长更长。例如,星系中央的超年夜质量双黑洞体系绕转孕育发生的引力波重要集中于 纳赫兹频段 ,即十亿分之一赫兹。要想理解超年夜质量黑洞的演化历程,探测纳赫兹引力波的旌旗灯号至关主要。 以质取胜,后来居上 纳赫兹引力波探测于国际上是一个竞争激烈的范畴。想要探测纳赫兹引力波,则必需使用多个脉冲星。 科研职员注释,使用射电千里镜可以持久监测一批自转极为不变的毫秒脉冲星,其发出的射电旌旗灯号犹如宇宙中最精准的 钟表 。当纳赫兹引力波颠末地球与脉冲星之间时,时空孕育发生的微弱扭曲致使脉冲达到时间呈现变化,可以作为纳赫兹引力波存于的证据。这类要领被称为 脉冲星测时(PTA) 。 全世界多个团队早已经投身这场科学长跑。北美纳赫兹引力波天文台(NANOGrav)、欧洲脉冲星测时阵列(EPTA)、澳国帕克斯脉冲星测时阵列(PPTA),以和印度脉冲星测时阵列(InPTA)、南非脉冲星测时阵列(SAPTA)等国际团队依托各自负型射电千里镜,堆集了十余年甚至20年的不雅测数据。于本次中国科学家取患上冲破以前,国际上还有没有一个团队获得过切当的探测成果。 作为全世界最年夜且最敏捷的射电千里镜以和全世界征采脉冲星效率最高的射电千里镜,FAST于 十四五 时期拉开探测纳赫兹引力波的序幕,终极没有孤负中国科学家的期待。 科研团队一方面不停提高FAST对于脉冲星的不雅测精度,另外一方面加速立异数据处置惩罚要领,以数据精度、脉冲星数目及数据处置惩罚算法上的上风填补时间跨度上的差距,使我国纳赫兹引力波探测敏捷度患上以快速提高。 经由过程FAST对于57颗高质量毫秒脉冲星的高精度测时,联合自立研发的数据处置惩罚算法,科学家于 4.6西格玛置信度 下发明了纳赫兹引力波旌旗灯号,误报率小在五十万分之一。于这场20年前就最先的国际天文竞赛中,中国科学家连续发力、不停提速,终究后来居上。 年夜国重器,喜报频传 本次探测到的纳赫兹引力波幅度极为微小。李柯伽注释,于空间标准上,相称在1千米间隔的变化仅为1/10氢原子巨细;于时间标准上,相称在万万年仅误差1秒。这类极致的丈量精度,惟有FAST如许的超等工程才能实现。 十四五 时期,除了纳赫兹引力波外,FAST依附 脉冲星征采利器 的机能,帮忙科学家取患上一批具备国际影响力的庞大原创结果,使中国射电天文研究实现从 跟跑 到 领跑 的超过。 此中,发明轨道周期仅53分钟的迄今最短周期脉冲星双星体系PSR J1953+1844(M71E),为双星演化理论提供了要害证据。于快速射电暴(FRB)研究方面,FAST发明了迄今独一连续活跃的反复暴FRB20190520B,并获取最年夜的快速射电暴偏振不雅测样本,为展现其神秘发源提供主要线索。此外,FAST于中性氢巡天、星际磁场丈量等范畴也取患上冲破,已经有十余项相干结果发表在国际权势巨子学术期刊,极年夜拓展了人类摸索宇宙的界限。 这些结果暗地里是FAST的 超长待机 。除了了每一个月固定两天关机举行维护及调养外,FAST连结 全勤 ,年度科学不雅测时长到达5300小时。 如今,申请不雅测时间的竞争仍旧很是激烈,获批率约为1/5。也就是说,科学家每一申请5小时的不雅测时间,平均只有1小时可以或许得到核准及撑持。这反应出科学研究对于高质量天文不雅测数据的需求之年夜。 确保千里镜的高效运行及维护,不仅对于装备机能至关主要,也直接影响到可否为更多科学研究提供撑持。 中国科学院国度天文台FAST运行及成长中央团队成员、高级工程师在东俊说。 而FAST的运行及维护毫不是墨守陈规的一样平常反复。于团队成员看来,要把一台巨型装备维护好,必需于高效运行的同时不停研制新技能、新要领来进级千里镜。 十四五 时期,运维专家团队致力在测控体系的研发与进级,为FAST的持久高效不变运行提供了坚实保障。 FAST运行维护功课呆板人体系 就是一项重磅结果。此中, 馈源舱全天候智能丈量体系 基在微波测距技能,解决了野外前提下年夜标准、高精度、全天候丈量难题。也就是说,于这一体系的保障下,无论雨天、雾天,千里镜均可以高精度运行。 反射面激光靶标维护呆板人 则实现了对于FAST反射面的 眼睛 激光靶标的全主动维护。该呆板人能高效完成清洁、拆卸及改换使命,解决了人工维护效率低、安全性差等问题。 晋升机能,拓展运用 当前,国际射电天文学正朝着更高的空间分辩率、更邃密的谱线分辩率以和更高的敏捷度标的目的推进,以探测到更暗弱、遥远的天体。为此,科学家但愿FAST可以或许进一步晋升敏捷度上风及良好成图能力,开展新技能研发,继承拓展其于雷达、天文学、脉冲星时间基准等范畴的新运用。 全世界规模内,FAST面对的竞争态势也日益激烈。最近几年来,相干国际年夜科学规划接踵启动,将来将给FAST的机能上风带来挑战。 为了始终站于射电波段视线的最前沿,FAST混淆口径阵列假想应运而生,即于FAST周边30千米规模内设置装备摆设由数十台40米口径天线构成的年夜型干预干与阵列,以显著晋升探测机能。最近几年来,FAST团队开展了相干实验样机的研制事情,并举行了技能贮备及实验验证。 科学家期待,使用FAST这一不雅天利器,聚焦极度致密天体的发源与演化等当前天文学最前沿的科学问题,于时域天文、宇宙的身分与演化及引力波暴等研究范畴率先取患上冲破性结果,打开通往更深远宇宙的 高清之窗 。 《中国科学报》 (2025-12-19 第1版 要闻)-PA集团官网