不到两个月，“中国天眼”发现了6颗脉冲星。脉冲星的发现并不新鲜，但这是利用我国自己造的射电望远镜的首次发现。作为世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜（简称fast）的首批成果，这6颗脉冲星的科学意义显然不仅于此，通过对脉冲星的研究，有望解答许多重大物理学问题。
将成为下一个发现脉冲星的重器
脉冲星由恒星演化和超新星爆发产生，因发射周期性脉冲信号而得名。1967年，第一颗脉冲星被发现，没过几年，这一发现就获得了诺贝尔奖。
“目前世界上几乎一半的脉冲星是由澳大利亚64米parkes望远镜发现的，今后fast将成为下一个发现脉冲星的科学重器。”fast工程副总工程师李菂研究员说。
李菂研究员在介绍情况
搜寻和发现射电脉冲星是fast核心科学目标。银河系中有大量脉冲星，但由于其信号暗弱，易被人造电磁干扰淹没，目前只观测到一小部分。而fast望远镜是发现脉冲星的理想设备，它是目前唯一工作频段完整覆盖300mhz-3ghz的射电望远镜，工作频段内具有超高灵敏度，可以清晰地看到每一个脉冲。
早在2015年，fast就与贵州师范大学合作，联合搭建了早期科学数据中心，开展较为独特的漂移扫描，并研发了创新脉冲星搜索数据库。
今年8月，fast开展扫描试观测。截至解放日报·上观新闻记者发稿之际，fast一共发现了6颗脉冲星，其中最早发现的两颗分别于8月22日、25日在南天银道面通过漂移扫描发现，一颗据估算距离地球1.6万光年，另一颗据估算距离地球约4100光年。最新发现的4颗都是国庆期间刚刚得到认证。
“通过漂移扫描，同时对中性氢、脉冲星、银河系结构和中子谱线等进行多科学目标同时扫描巡天观测，这在世界上是从来没有实现过的。”李菂研究员说。
“已发现的脉冲星大多在银河系，而fast可以在距离200万光年的空间有所探索。”国际知名脉冲星天文学家乔治·郝博思对于fast未来的科研产出充满期待。
毋庸置疑，fast将开启利用中国射电望远镜产生原创发现的时代。
将对探测引力波做出原创贡献
脉冲星的发现对于人类有何意义呢？
“脉冲星的本质是中子星，中子星的密度非常大，相当于1立方厘米的体积上负载了1亿吨的质量。想象一下，把一头重达5吨的非洲大象或是几十万吨的鸟巢，压缩到中子星的密度，也就和一个图钉一般大。这就使得脉冲星具有在地面实验室无法实现的极端物理性质，是理想的天体物理实验室。”李菂研究员打了个比方。
图注：新脉冲星的归一化平均脉冲轮廓和单脉冲。
除了密度大，脉冲星的自转周期极其稳定，它是以相对论的速度转动，从而可以提供接近原子钟精度的时钟信号。物理学意义的测量，实际上到最后就是对时间的测量。未来，fast将发现更多守时精准的毫秒脉冲星，对其进行研究，会对基础物理学起到很大的推进作用，有望解答许多重大的物理学问题，包括对引力和广义相对论的检测。
自2016年2月11日引力波被首次直接探测到后，对引力波的探测已成为天文学界的热门话题。通过对快速旋转的射电脉冲星进行长期监测，选取一定数目的脉冲星组成计时阵列，可以探测来自超大质量双黑洞等天体发出的低频引力波。未来，fast将对脉冲星计时阵探测引力波做出原创贡献。
此外，科学探索越往深空走，脉冲星可以提供一个基准的天空坐标网，从而起到“导航”作用。
调试进展超过预期及同类设备的国际惯例
可能有的读者会有疑问，fast于去年9月25日竣工，为何要经过近一年的紧张调试，直到最近才有科学产出呢？
“fast的调试进展超过了预期及大型同类设备的国际惯例。像这样的大型科学装置，一般都需要3到5年调试时间。”fast调试组组长姜鹏研究员说，fast突破了射电望远镜工程极限，其接收面积相当于30个足球场大小。如此大的设备同步运作多个科学目标是之前没有过的，只要有一个设备出问题就无法观测。此外，fast涉及到几十家建设单位，不同的设备有不同的串联和接口方式，工作量很大。
中国科学院国家天文台牵头国内多家单位，在fast科学和工程团队密切协作下，今年7月就已实现了fast指向、跟踪、漂移扫描等多种观测模式的顺利运行，开始系统的科学产出。
fast如今成了贵州一景，科学观测是否会受到游客的手机干扰呢？“我们很高兴看到当地经济发展，政府也很支持我们，明确距离fast5公里范围之内，不能有任何干扰望远镜探测的行为。”姜鹏研究员说，不过由于电磁屏蔽在技术上还没有完全做到，目前手机干扰还是蛮厉害的，接下来将会加强这方面的工作。
“未来，fast还将面临许多挑战。我们希望把设备故障尽量控制在一个很小的范围，也希望fast每天都能工作，  不管是晴天还是雨天，能有更大的科学产出。”姜鹏研究员说。（作者:黄海华)
【来源】上观新闻