本文来自微信民众号:科学大院(ID:kexuedayuan),作者:钱磊,头图来自:东方IC
中国“天眼”500米口径球面射电千里镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope,简称FAST)工程由我国天文学家于1994年提出设想,从预研到建成用时22年,由中国科学院国度天文台主导建立,是具有我国自主知识产权、天下最大单口径、最敏锐的射电千里镜。
图:群山中的FAST(图片泉源:http://lssf.cas.cn/)
自2016年9月25日,FAST宣布完工启用以来,已举行了一段时候的调试观察。2017年8月,FAST完成了跟踪观察形式,标志着基础功能的完成。随后又逐步完成了设想的种种观察形式,丈量和掌握精度也获得了逐步提高。到近期,已完成了工艺验收测试,还发明了一批脉冲星,包孕毫秒脉冲星。
2019年3月18日,FAST第一批效果的专刊文章在预印本网站(arxiv.org)宣布,此次,FAST向全国人民汇报了哪些效果呢?
一、FAST完成一切测试,机能达标
如今,FAST已完成了验收所请求的一切工艺测试,机能指标到达了验收请求。
国际上的大型射电千里镜在完工启用以后都要阅历一段调试期,在现实运用中逐步发明题目,逐步完成设想的机能指标。也就是说千里镜不仅是建立出来的,也是运用出来的。美国有名的GBT千里镜,经由了十几年才终究完成了设想时请求最高的那些机能指标。FAST也不可避免地要经由一个赓续运用、赓续优化的历程,才能成为一台优异的千里镜。
举个例子,FAST的丈量体系遇到的是亘古未有的题目。在现实观察中,我们发明,在高差达100米的状况下,大气密度转变对丈量用的激光束的折射已影响到了丈量精度。经由议论和研讨,天文学家决议经由过程运用相对的两台全站仪举行丈量,终究均匀处理了这个题目。
姜鹏等人(Jiang et al. 2019, Sci. China-Phys. Mech. Astron., 62, 959502)对构成FAST的各个体系和症结部件举行了引见。起首,文章剖析了到达终究观察所需的机能指标,各个体系和症结部件所须要到达的机能指标。随后,细致引见了丈量体系调试在FAST台址特别的大跨度、大高程差状况下遇到的大气折射的题目、主动反射面和馈源支持体系的高精度掌握题目和这些题目的处理历程。文章还引见了接收机体系的测试和千里镜团体的体系温度、效力、波束外形、指向测试的状况。
二、新发明脉冲星
FAST前期的观察效果重要集合在时域观察,重如果周期性旌旗灯号和单脉冲旌旗灯号的征采和剖析。
经由过程这些周期旌旗灯号和单脉冲旌旗灯号的征采,FAST发明了一批脉冲星。钱磊等人(Qian et al. 2019, Sci. China-Phys. Mech. Astron., 62, 959508)代表项目团队报告了FAST发明的第一颗脉冲星的发明历程和基础参数。将来一旦积聚了充足的脉冲星样本,估计还将宣布FAST脉冲星星表。
如今,FAST脉冲星列表能够在FAST多科学目的同时扫描巡天(英文缩写CRAFTS)网站(http://crafts.bao.ac.cn/)检察。
脉冲星列表(图片泉源:http://crafts.bao.ac.cn)
这个脉冲星列表给出了新发明脉冲星的基础信息,为其他千里镜进一步举行脉冲星计时观察供应了基础。
三、研讨已知脉冲星的单个脉冲
除FAST本身发明的脉冲星,FAST还对一些风趣的已知脉冲星举行了观察,这一方面是对FAST脉冲星观察体系举行磨练,另一方面也为研讨脉冲星的性子供应了难过的时机。
因为曩昔的千里镜敏锐度有限,一般研讨脉冲星须要积聚一段时候的脉冲才能剖析脉冲表面,但脉冲星的单个脉冲中含有均匀脉冲表面中没有的信息。FAST的高敏锐度使得研讨一些脉冲星的单个脉冲成为可能。
卢吉光等人(Lu et al. 2019, Sci. China-Phys. Mech. Astron., 62, 959503)细致研讨了三个扭转射电暂现源(Rotating radio transients, RRATs)的消零和多个频次的脉冲表面,对辐射束的形状给出了限定。
单个脉冲的时候序列(图片泉源:Lu et al. 2019, Sci. China-Phys. Mech. Astron., 62, 959503)
四、出众的单个脉冲观察效果
FAST超宽带馈源调试时期,对一些脉冲星举行的单个脉冲的观察获得的脉冲表面的信噪比也优于其他千里镜。喻业钊等人(Yu et al. 2019, Sci. China-Phys. Mech. Astron., 62, 959504)报告了脉冲星PSR B0919+06的非常辐射征象(abnormal emission phenomenon)。卢吉光等人(Lu et al. 2019, Sci. China-Phys. Mech. Astron., 62, 959505)剖析了脉冲星PSR B2016+28的脉冲表面。
FAST航拍图(图片泉源:http://lssf.cas.cn/)
五、提出巡天战略
虽然前期取得了一些效果,但FAST将来稳固的科学产出还须要依托体系性的巡天观察。FAST多科学目的同时扫描巡天(CRAFTS)就是基于如许的配景,经由多年论证提出来的。
在CRAFTS巡天的基础框架下,张凯等人(Zhang et al. 2019, Sci. China-Phys. Mech. Astron., 62, 959506)形貌了巡天战略,依据FAST机能参数计算了巡天能到达的敏锐度,估算了巡天能发明的中性氢星系数目和对星系的中性氢质量函数给出的限定。王洪丰等人(Zhang et al. 2019, Sci. China-Phys. Mech. Astron., 62, 959507)基于神经网络为CRAFTS巡天构建了一个脉冲星候选体分类体系,为征采巡天数据中的脉冲星旌旗灯号做好了预备。这些事情是正式展开巡天的基础。
FAST巡天战略,19波束扫描巡天的轨迹(图片泉源:Zhang et al. 2019, Sci. China-Phys. Mech. Astron., 62, 959506)
CRAFTS巡天估计在2019年5月正式最先。巡天完成后,将发明一批脉冲星、天生一张逾越已有效果的大天区银河系中性氢分布图、发明一批中性氢星系,最为激动人心的是,巡天中可能会发明我们如今还没有想到的天体或征象。
六、结语
如今,FAST如今已开端具有科学观察才能,将来要完成“多出效果,出好效果,出大效果”。除此之外,FAST团队将继承优化千里镜机能,进一步优化科学观察形式,继承催生更多天文效果,力图早日将FAST打造成天下一流程度千里镜装备,天文事情者们也将为我国的天文奇迹通力合作,孝敬聪明才智。
本文来自微信民众号:科学大院(ID:kexuedayuan),作者:钱磊,作者单元:中国科学院国度天文台
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