点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:“中国天眼”FAST新发现201颗脉冲星 包括一大波暗弱脉冲星
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

“中国天眼”FAST新发现201颗脉冲星 包括一大波暗弱脉冲星

来源:光明网2021-05-20 09:45

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  近日,国家天文台韩金林研究员领导的科研团队利用FAST望远镜开展银道面脉冲星巡天,取得重要进展,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。这一发现于2021年5月20日作为封面文章正式发表在国内天文学国际期刊《天文和天体物理学研究》(英文简称RAA)上。

  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迷人而又奇异的天体,是研究宇宙极端环境中物理规律的理想实验室。长期以来都是天文和物理的前沿研究领域,涉及引力波探测、精确验证广义相对论、限制极端物理条件下的物态方程、高精度时空基准建立等重要基本问题。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“逐鹿中原”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,因其意义重大,还曾斩获过两项诺贝尔物理学奖。自1968年脉冲星发现到现在50余年,已经发现约3000颗脉冲星,其中约400多颗毫秒脉冲星。

  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(the Galactic Plane Pulsar Snapshot survey,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。

“中国天眼”FAST新发现201颗脉冲星 包括一大波暗弱脉冲星“中国天眼”FAST新发现201颗脉冲星 包括一大波暗弱脉冲星

图1. FAST-GPPS巡天灵敏度与其他巡天项目的对比。左图:FAST-GPPS脉冲星搜寻灵敏度曲线及巡天探测的脉冲星。红色为GPPS新发现的脉冲星,蓝色和黑色分别为之前Arecibo及Parkes等望远镜发现又被FAST探测到的脉冲星;右图:GPPS、Arecibo和其它如Parkes等望远镜发现的脉冲星光度函数分布比较。可见GPPS新发现的201颗脉冲星相比较Arecibo和Parkes等更为暗弱。

  截止2021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不到百分之五,但已经取得了丰硕的科学成果。目前已发现新脉冲星201颗。相比之前最灵敏的美国Arecibo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5μJy左右 (见图1)。

  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(NE2001和YMW16)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(图2),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。

“中国天眼”FAST新发现201颗脉冲星 包括一大波暗弱脉冲星

“中国天眼”FAST新发现201颗脉冲星 包括一大波暗弱脉冲星

图2.位于银河系本地旋臂(上左图)或人马旋臂(上右图)的新发现脉冲星(五角星)具有超常的色散量(DM),远超经典银河系电子密度模型估计。

  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,因此这些发现是对该领域的一个显著贡献。

“中国天眼”FAST新发现201颗脉冲星 包括一大波暗弱脉冲星“中国天眼”FAST新发现201颗脉冲星 包括一大波暗弱脉冲星“中国天眼”FAST新发现201颗脉冲星 包括一大波暗弱脉冲星

图3.新发现的密近脉冲双星系统。十分钟左右的观测就看到了脉冲相位因为双星轨道效应引起的明显飘移。

  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(RRAT)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。GPPS巡天团队还记录和分析了偏振数据,发表了8颗脉冲星的偏振参数和法拉第旋率。巡天工作的高清灵敏数据改进了64颗已知脉冲星的物理参数。

  澳大利亚CSIRO天文和空间科学研究员、澳大利亚科学院院士R N Manchester教授和美国康奈尔大学J M Cordes教授是RAA论文的特约审稿人。Manchester教授在RAA News and Views专栏发表了评论:“到目前为止,GPPS仅覆盖了FAST可观测天区一小部分,已经发现了201颗以前未知的脉冲星。作为一个巡天项目早期阶段, 这数目令人印象非常深刻...发现40个毫秒脉冲星,是一个了不起的成就...论文揭示了FAST在脉冲星天文学特别是脉冲星搜寻方面的大好前景。祝贺作者迅速而全面地将巡天方法和结果发表在评审期刊上。让人懊恼的是这样的论文竟然在该领域相当少见。” Cordes教授评论说:“该巡天可能主导未来脉冲星发现,最终完成完整的银河系脉冲星普查……可能迟早会发现脉冲星-黑洞双星……对银河系星际介质的研究大有裨益……韩等人论文的读者会对FAST研究致密天体和基本物理的大好前景感到兴奋。”

  目前,GPPS项目团队继续努力搜寻整个FAST可见银道面区域,未来结果可期。

  GPPS项目进展和发现列表见网页:http://zmtt.bao.ac.cn/GPPS/。

  论文链接:http://www.raa-journal.org/docs/Supp/2021ms4877.pdf。

  该项研究由国家自然科学基金委员会基础研究中心项目资助。项目团队成员还受到国家自然科学基金委员会和中国科学院等渠道相关项目的支持。(宋雅娟、赵宇豪)

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 浙江上虞:强化品牌传播 提振青瓷产业

  • 山东兖州北站扩能改造工程全面竣工

独家策划

推荐阅读
  人工智能(AI)正以前所未有的速度重塑着教育形态。放眼全球,AI与教育深度融合已不是“未来时”,而是汹涌澎湃的“现在进行时”。在这场由硅基智慧引发的教育革命面前,世界各国都在“大显身手”,基于各自特有的文化背景、教育传统与国家发展战略定位,在“AI+教育”的实施路径上展现出“百花齐放”之势。
2026-05-28 02:10
  当前,我国科普阅读需求呈现出高意愿、高黏性、高集中度的特点。调研显示,成人科普图书核心读者以36岁以上成熟群体为主,占比达82%,女性读者占62%,绝大多数为本科学历以上,企业技术人员、教育科研工作者、都市职场人构成消费主力。超过六成读者每周阅读三次以上,近三分之一年均阅读10本以上,阅读稳定性显著高于其他大众图书。
2026-05-28 02:10
站在河北沧州南皮县乌马营镇徐和杨村的航丰家庭农场地头,放眼望去,成方连片的小麦已泛起嫩黄,一派“小满未满,将熟未熟”的景象。
2026-05-28 02:00
中国社会科学院考古研究所(中国历史研究院考古研究所)27日发布最新成果。2025年9月至今,考古研究所已出版考古报告13部,专著、学术资料、科普读物13部,图录、论文集、数据集8部,中英文顶级、权威期刊上的简报、论文30余篇,并积极建设实验室集刊平台。
2026-05-28 02:00
27日0时16分,我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭,成功将通信技术试验卫星二十四号发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
2026-05-28 01:40
在提交毕业论文终稿的最后时刻,辽宁省某高校教育学专业研二学生宋耘(化名)还是选择了求助某“专门降论文AIGC(人工智能生成内容)率”的商家。
2026-05-28 01:40
中国卫星导航定位协会近日发布的《2026中国北斗时空产业发展白皮书》显示,2025年,北斗时空产业总产值达到13323亿元。北斗核心产品持续迭代升级,芯片、模组等基础产品小型化、低功耗、高精度水平不断提升,国内主流手机北斗定位精度持续优化,为产业规模化应用奠定了坚实的技术基础。
2026-05-27 09:36
5月27日0时16分,我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭,成功将通信技术试验卫星二十四号发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
2026-05-27 09:26
“十五五”规划纲要提出,投资于物和投资于人紧密结合。
2026-05-27 03:00
大屏幕上的数字快速跳动。十几轮激烈竞逐后,最终定格在212.4万元,成交!这是日前记者在湖北碳排放权交易中心电子竞价大厅看到的一幕。
2026-05-27 03:10
检测AI率,目的是维护学术研究的严肃性公平性,督促学生遵守学术规范、产出原创成果。然而,在现实操作中,一系列困扰学生乃至老师、学校的问题接连显露。
2026-05-27 02:50
位于北京大兴区的长子营湿地公园,草木葱茏,水面澄澈,鸟鸣声清脆悦耳,勾勒出一幅生机盎然的生态画卷。
2026-05-26 09:24
我国虽然核电铀燃料对外依存度高,但钍资源储量丰富,目前探明钍储量位居世界第二。以钍作核燃料不仅符合我国资源禀赋,甚至可能改变未来全球能源格局。
2026-05-26 09:18
我国已累计发布1750项食品安全标准,涉及2万多个指标,覆盖340多种食品类别,持续完善科学严谨、好用管用的食品安全标准体系。
2026-05-26 09:11
入汛以来,全国平均降水量达110.1毫米,较常年同期偏多18.6%。从空间分布来看,我国南北方均出现降水量较常年同期明显偏多区域。
2026-05-26 09:11
5月30日将迎来第十个全国科技工作者日,中国科协将联合相关部委集中表彰第四届全国创新争先奖获奖团队和个人,发布2026年“最美科技工作者”年度人物。
2026-05-26 09:09
到今年5月21日,“澳门科学一号”(下称“澳科一号”)卫星成功发射三周年。卫星上天不是终点,3年来,“澳科一号”团队研发未曾停歇,在相关科学与技术领域取得多项重大突破。
2026-05-25 10:19
近来,词元(Token)一词持续刷屏科技圈、经济圈,而让它“破圈”的,是一组极具冲击力的数据——今年3月,我国日均词元调用量突破140万亿。从2024年初的1000亿,到2025年底的100万亿,再到突破140万亿,两年间增长超千倍。
2026-05-25 10:16
《中国生物物种名录2026版》封面。与去年的名录相比,2026版名录中,动物界新增3380个物种和477个种下单元;植物界新增431个物种,减少2个种下单元;真菌界新增3114个物种,减少1246个种下单元。
2026-05-25 10:02
平面单位距离问题探讨的是,在无限大的纸上,最多可以画出多少条等长的线段来连接纸上的点。Erdos证明了越来越大的网格如何能够包含大量距离相等的点,并且这个网格会以比点数增长略快的速度无限延伸。
2026-05-25 10:02
加载更多