中新網(wǎng)北京11月26日電 (記者 孫自法)中國科學(xué)院國家天文臺11月26日在北京舉行“中國天眼”(FAST)脈沖星科學(xué)研討會宣布，截至2024年11月，“中國天眼”發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量已突破1000顆，超過同一時期國際其他望遠鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量的總和。

11月26日，中國科學(xué)院國家天文臺在北京舉行“中國天眼”(FAST)脈沖星科學(xué)研討會。中新網(wǎng)記者 孫自法 攝

支撐從追趕到領(lǐng)跑世界先進水平

“中國天眼”發(fā)現(xiàn)的超千顆脈沖星中，包括大量的毫秒脈沖星和脈沖星雙星，豐富了脈沖星的種類和數(shù)量，對于理解脈沖星的形成和演化具有重要意義。通過觀測脈沖星，可檢驗廣義相對論、探測低頻引力波等，為脈沖星物理等理論研究提供重要的數(shù)據(jù)支持。

作為由國家發(fā)展改革委批復(fù)立項的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，“中國天眼”正式開放運行4年來，在脈沖星、快速射電暴、中性氫、納赫茲引力波等領(lǐng)域取得多項重要原創(chuàng)性成果，其中脈沖星領(lǐng)域中發(fā)現(xiàn)最短軌道脈沖星雙星、捕捉納赫茲引力波信號的初步證據(jù)等突破性進展，為“中國天眼”從追趕到領(lǐng)跑世界先進水平提供了強有力支撐。

本次研討會主要聚焦于“中國天眼”建成以來在脈沖星領(lǐng)域取得的重要科學(xué)成果，展望未來“中國天眼”在該領(lǐng)域的重要機遇和研究方向，包括發(fā)現(xiàn)特殊的脈沖星雙星系統(tǒng)以精確檢驗引力理論，或進一步推進納赫茲引力波探測等。

貢獻脈沖星領(lǐng)域多項重大成果

基于“中國天眼”觀測數(shù)據(jù)，中外科學(xué)家在銀道面脈沖星快照巡天、漂移掃描多科學(xué)目標同時巡天、脈沖星測時陣列、脈沖星物理與演化研究、球狀星團脈沖星巡天等脈沖星領(lǐng)域取得多項重大成果。

其中，國家天文臺研究員韓金林帶領(lǐng)的王綬琯巡天突擊隊2020年開始對銀河的盤區(qū)進行脈沖星巡天，他們發(fā)展了新的“中國天眼”觀測模式，高效利用“中國天眼”覆蓋脈沖星比較聚集的天區(qū)，截至目前已發(fā)現(xiàn)750余顆脈沖星，包括110顆偶發(fā)脈沖星、170多顆毫秒脈沖星、150多個雙星系統(tǒng)(包括軌道周期最短的脈沖星雙星)，并對一批致密軌道雙星系統(tǒng)進行相對論測量，實現(xiàn)高精度的引力論檢驗。該團隊新發(fā)現(xiàn)的暗弱脈沖星成為揭示銀河系中暗弱脈沖星族群的關(guān)鍵數(shù)據(jù)；在銀河星場中發(fā)現(xiàn)的毫秒脈沖星和脈沖星雙星為理解目前尚無定論的雙星演化途徑提供了核心數(shù)據(jù)，并成為監(jiān)測引力波的優(yōu)良探針。

清華大學(xué)/國家天文臺研究員李菂帶領(lǐng)團隊首創(chuàng)獨特噪聲注入技術(shù)，成功運行脈沖星搜索、中性氫成像、中性氫星系和快速射電暴多科學(xué)目標同時巡天觀測模式，系統(tǒng)性發(fā)現(xiàn)脈沖星208顆，其中包括毫秒脈沖星、蜘蛛脈沖星、“中國天眼”首個雙中子星等原創(chuàng)性成果。

北京大學(xué)/國家天文臺研究員李柯伽帶領(lǐng)團隊基于“中國天眼”對毫秒脈沖星開展精密測時研究，并在脈沖星噪聲分析、偏振測量、星際介質(zhì)研究和引力波探測方面取得重要進展。他們通過對57顆毫秒脈沖星偏振特性的普查，得出幾乎所有毫秒脈沖星都應(yīng)該具有全向輻射的特點，這一發(fā)現(xiàn)將改變未來毫秒脈沖星巡天的預(yù)期。

新疆天文臺研究員王娜帶領(lǐng)團隊利用“中國天眼”在脈沖星輻射物理、脈沖星形成與演化、星際介質(zhì)領(lǐng)域取得重要進展。該團隊利用脈沖星星際閃爍效應(yīng)揭示星際介質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)研究，實現(xiàn)年輕脈沖星首次三維度速度測量，發(fā)現(xiàn)脈沖星自轉(zhuǎn)與速度共線的證據(jù)，為脈沖星誕生機制提出嚴格限制。

國家天文臺副研究員潘之辰負責(zé)的“中國天眼”球狀星團脈沖星巡天，自2017年10月起已發(fā)現(xiàn)近60顆脈沖星，將“中國天眼”天區(qū)內(nèi)球狀星團脈沖星數(shù)量增加約兩倍，這些研究工作涵蓋軌道周期最短的脈沖星雙星系統(tǒng)，球狀星團脈沖星中自轉(zhuǎn)最慢以及軌道周期最長等創(chuàng)紀錄的奇特脈沖星。

未來將提高發(fā)現(xiàn)罕見天體概率

“中國天眼”脈沖星科學(xué)研討會上，脈沖星領(lǐng)域?qū)＜壹扒嗄陮W(xué)者充分肯定“中國天眼”取得的重要成果，并對未來充滿期待。

11月26日，中國科學(xué)院國家天文臺在北京宣布，截至2024年11月，“中國天眼”發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量已突破1000顆。中新網(wǎng)記者 孫自法 攝

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授戴子高指出，脈沖星研究領(lǐng)域仍有許多關(guān)鍵問題未解決，“中國天眼”就是針對其中的關(guān)鍵問題進行觀測研究。由于很高的靈敏度，“中國天眼”在短短幾年內(nèi)發(fā)現(xiàn)1000顆新脈沖星，并取得相當多亮眼的、有些甚至是里程碑的重要發(fā)現(xiàn)。未來，“中國天眼”將探索提升空間分辨能力，在快速射電暴等更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，做出更加重要的成果，預(yù)期最終發(fā)現(xiàn)納赫茲引力波信號、揭示快速射電暴的起源、發(fā)現(xiàn)黑洞-中子星雙星、揭示中子星狀態(tài)方程、解決哈勃常數(shù)危機等。

北京大學(xué)教授徐仁新認為，脈沖星相關(guān)的科學(xué)研究完美體現(xiàn)了量子論和相對論這兩個基本精神。全球最大、最靈敏的單口徑射電望遠鏡“中國天眼”建成，開啟了射電天文學(xué)研究的“中國天眼”時代?！爸袊煅邸币寻l(fā)現(xiàn)1000多顆脈沖星，約占全球已發(fā)現(xiàn)脈沖星總數(shù)的四分之一。這些脈沖星中不乏一些特別珍貴的樣本，深化了人們關(guān)于脈沖星形成、演化等方面的認識。此外，利用“中國天眼”的高靈敏度進行高精度的脈沖星計時的研究也有序展開，既可以用來檢驗愛因斯坦廣義相對論的正確性，也能打開納赫茲低頻引力波窗口。

中國科學(xué)院國家天文臺表示，未來，“中國天眼”將探索通過在望遠鏡周圍增加輔助天線的方式來提升望遠鏡的靈敏度及空間分辨能力，實現(xiàn)射電暫現(xiàn)源定位和綜合孔徑成像的跨越式能力提升，并可以顯著增加覆蓋天區(qū)。

“中國天眼”靈敏度及覆蓋天區(qū)的提升將有利于進一步擴大脈沖星樣本，進而提高發(fā)現(xiàn)罕見天體的概率，例如特殊脈沖星及脈沖星—黑洞雙星系統(tǒng)等，從而全面革新天文學(xué)家對中子星演化的認識，揭示不同類型和狀態(tài)脈沖星的物理特性，開啟強引力場中檢驗廣義相對論的新紀元。(完)