中國天眼FAST新發現201顆脈衝星,什麼是脈衝星?它有何意義?
2016年9月正式落成啟用的“500米口徑球面射電望遠鏡FAST”,像一口巨型大鍋,坐落在我國貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣的窪地裡,是目前世界上靈敏最高的射電望遠鏡,也被稱為中國的天眼。
搜尋和發現射電脈衝星是FAST核心科學目標。早在2018年的時候,經過兩年多時間進行不斷除錯的天眼FAST,就實現了跟蹤、運動中掃描等多種觀測模式,隨後正式向全國的天文學家開放使用。
近日,FAST再傳喜訊,從2020年初啟動觀測的“脈衝星快照巡天專案”,用1年多的時間,觀測了約126平方度的銀道面區域,共計新發現了201顆脈衝星。
什麼是脈衝星
當一顆恆星的質量比太陽質量高8-30倍時,它死亡後的一個必然“葬禮”環節就是超新星爆炸,爆炸後的剩餘質量僅比太陽高1。44-3。2倍。
爆炸的高壓會壓碎所有的原子,原子是構成一般物質的最小單位,在化學反應下不可再分解,但在物理反應下,原子核可以再被分解為“質子”和繞核運動的“電子”。
壓碎的原子核中逸散出的“質子”與“電子”重新結合後,就形成了“中子”,所有的中子再被壓縮在一起就形成了中子星。說起來很複雜,把這個過程理解為破產重組就好了。
中子星是目前人類已知的宇宙中,除黑洞外,密度質量最大的星體。
有一種特殊的中子星型別,因為發射週期性脈衝訊號而被天文科學家稱為脈衝星。
第1顆脈衝星是在1967年被發現的,到現在,各國的天文科學家發現並被認定的脈衝星家族至少有2700個成員。但以當前人類科技尚無法完全模擬還原脈衝星的起源,產生過程中包含的極其複雜的物理機制,也是目前人類無法參透的。
根據國家天文臺的研究員介紹,脈衝星密度極高,每立方厘米就能重達上億噸,且自轉速度快、自轉週期穩定,是宇宙中最精確的時鐘。
脈衝星的意義
作為最理想的天體物理實驗室,脈衝星能實現的極端物理性質是地球無法模擬的,對其進行研究,有希望得到許多重大物理學問題的答案。譬如,脈衝星的自轉週期極其穩定,準確的時鐘訊號為引力波探測、航天器導航等重大科學及技術應用提供了理想工具。
透過對快速旋轉的射電脈衝星進行長期監測,選取一定數目的脈衝星組成計時陣列,就可以探測超大質量雙黑洞等天體發出的低頻引力波。
這次大規模釋出的脈衝星種類非常齊全,得益於FAST配備的19波束L波段接收機,簡單的說,就是能將望遠鏡的視場擴大19倍。作為世界上最強大的脈衝星搜尋利器,它能發現其它天文望遠鏡無法看到的脈衝星,比如此前發現的有史以來最闇弱的毫秒脈衝星等。
中國天眼FAST的目標是尋找到更多銀河系之外的其它星系的脈衝星。
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