中国天眼新发现201颗脉冲星

　　资料图：＂中国天眼＂再立新功 新民晚报记者 郜阳 摄
　　新民晚报讯（记者 郜阳）被誉为＂中国天眼＂的FAST望远镜又有了新发现。记者5月20日从中国科学院国家天文台获悉，该台韩金林研究员领衔的科研团队利用FAST望远镜开展银道面脉冲星巡天，新发现了201颗脉冲星，其中包括一批最暗弱的脉冲星、挑战当代银河系电子分布模型的大色散量脉冲星、40颗毫秒脉冲星、16颗脉冲双星、一批模式变化和消零脉冲星以及射电暂现源等。这一研究成果今天作为封面文章发表在国内天文学国际期刊《天文和天体物理学研究》上。
　　图说：最新研究成果今天发表于国内天文学国际期刊《天文和天体物理学研究》上 采访对象供图（下同）
　　脉冲星是大质量恒星死亡后的残骸，是宇宙中密度最高、磁场最强、自转最快、相对论效应显著的一类天体，也是研究宇宙极端环境中物理规律的理想实验室。脉冲星的发现和研究，是国际上大射电望远镜关键科学目标之一，是在科学前沿的必争之地。早年的脉冲星发现，以及脉冲星双星监测对引力波辐射做出的首次物理验证，因意义重大，还曾斩获过两项诺贝尔物理学奖。自1968年脉冲星发现至今的50余年，已经发现约3000颗脉冲星，其中约400多颗为毫秒脉冲星。
　　FAST是目前世界上灵敏度最高的射电望远镜，配备的19波束L波段接收机，成为世界上最强大的脉冲星搜寻利器。韩金林团队提出用FAST进行脉冲星快照巡天（GPPS），对银道面区域轮流进行5分钟积分，首次使得银河系大面积脉冲星系统性搜寻进入μJy量级的灵敏区域。FAST观测预期能够发现1000颗左右的新脉冲星，期待发现特殊类型高科学价值的脉冲星。2019年，项目团队完成了观测模式和数据处理试验之后，2019年底GPPS项目被FAST科学委员会选定为重大优先观测项目之一。2020年初，GPPS巡天项目正式开启观测。
　　截至今年3月，GPPS共计观测了约126平方度的银道面区域，占巡天项目总体规划的5%不到，但已经取得了丰硕的科学成果。目前已发现新脉冲星201颗。相比于此前最灵敏的美国阿雷西博望远镜PALFA巡天，GPPS巡天灵敏度总体而言要高约一个数量级。新发现的一批最暗弱脉冲星流量仅为在5μJy左右。
　　在新发现的脉冲星中，一部分特殊脉冲星的色散量远远超过目前最好银河系电子密度分布模型的预计。如果利用银河系电子密度模型估算脉冲星距离，这些脉冲星应该坐落在银河之外。考虑到银河系在这些方向有银河系的旋臂，它们含有大量电子气体云团，很可能是银河系模型中这些云团的数目或云团里的电子密度被严重低估了。因此新发现的脉冲星对当代通用的银河系电子密度模型提出挑战。
　　GPPS巡天早期结果还发现了40颗毫秒脉冲星，其中至少有14颗位于密近双星系统中。毫无疑问，后续对这些毫秒脉冲星的测时观测可以用来探测来自遥远星系的低频引力波，还可用于建立脉冲星时间和空间基准，其中一些脉冲星将会成为检验引力理论的绝佳利器。此外，除此之外，GPPS巡天还发现了大约12颗模式变换或消零脉冲星、1颗旋转射电暂现源以及与超新星遗迹成协的脉冲星。这些特殊脉冲星对研究脉冲星辐射物理有着重要的意义。
　　对这项研究成果，澳大利亚联邦科学与工业研究组织天文和空间科学研究员、澳大利亚科学院院士曼彻斯特教授评论，发现未知的脉冲星是高灵敏度射电望远镜的最令人兴奋的应用之一。201颗脉冲星的发现刻画了FAST在脉冲星天文学特别是脉冲星搜寻方面的大好前景。