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

  • 50载涅槃,新唐山再铸辉煌

  • 辽宁长山群岛候鸟栖息地成功纳入世界自然遗产

独家策划

推荐阅读
国家统计局27日发布数据显示,今年上半年,全国规模以上工业企业营业收入同比增长6.5%,较一季度加快1.5个百分点。营业收入加快增长,
2026-07-28 04:15
推动科技创新与产业创新深度融合,是培育新质生产力、构建现代化产业体系,实现高水平科技自立自强的关键路径。习近平总书记深刻指出“人才资源是第一资源,
2026-07-28 04:25
作为走进企业的“科技副总”,浙江大学周鸣川研究员与某民营医疗机构共建联合实验室,推动眼科手术机器人进入国家创新审批通道;浙江农林大学王翀教授与杭州某饲料企业深度合作,
2026-07-28 04:25
未来,如何让当地群众在世界遗产保护工作中获益?为此,记者专访了东亚—澳大利西亚候鸟迁徙研究中心主任、黄(渤)海候鸟栖息地申遗首席专家雷光春。
2026-07-28 04:20
缺硼会让庄稼“烂根绝收”,全球超百种作物依赖硼肥才能保证产量。
2026-07-28 04:20
刘文郡:中国启动“人工智能+”行动,通过协同推进传统产业改造升级、新兴产业培育壮大与未来产业前瞻布局,让人工智能深度赋能千行百业。中国相继提出《全球人工智能治理倡议》《“人工智能+”国际合作倡议》,发布《人工智能能力建设普惠计划》《人工智能合作发展行动计划》,倡议成立世界人工智能合作组织。
2026-07-27 09:31
7月26日18时,水利部和中国气象局联合发布红色山洪灾害气象预警,江西南部、广东中北部局地发生山洪灾害可能性很大(红色预警)。涂勇介绍,主汛期山区降雨突发性强、峡谷汇水迅猛,进山务必提前关注山洪、暴雨预警,收到预警应立即取消行程。
2026-07-27 09:29
7月26日凌晨,今年第12号台风“红霞”在广东惠州市惠东县平海镇沿海登陆。”  针对台风远距离水汽输送导致的暴雨预报难题,气象部门采用集合预报方法,通过多个模式、多个初始场的集成分析,量化预报的不确定性。
2026-07-27 09:28
眼下正是小龙虾上市的季节,走进安徽省滁州市全椒县十字镇陈浅村潘氏龙虾万亩养殖基地,养殖户们正下田捕捞小龙虾。当前,全椒县稻虾综合种养面积36.5万亩,小龙虾年产量5.5万吨,稻虾全产业链综合产值34亿元、从业人数4万多人,小龙虾成了乡村振兴的主导产业之一。
2026-07-27 09:28
光明日报武汉7月26日电 记者王建宏、张锐从华中农业大学获悉,该校熊立仲教授团队近日鉴定出一个名为“ROAD1”的稻属特异抗旱孤儿基因,并发现携带这个功能等位基因的水稻在田间干旱条件下产量较对照显著提高。
2026-07-27 09:27
光明日报北京7月26日电 记者张胜从自然资源部获悉,每年的7月26日是联合国教科文组织确立的“世界红树林日”。自然资源部数据显示,自《红树林保护修复专项行动计划(2020—2025年)》印发实施以来,我国完成新营造红树林约1.16万公顷(17.4万亩),是全球少数红树林面积持续增加的国家之一。
2026-07-27 09:27
国家药监局近日批准全球首个选择性食欲素2型受体激动剂上市,用于治疗16岁及以上青少年和成人1型发作性睡病。该药为原创靶点、新机制罕见病治疗药物,在中国、美国、日本、欧盟同步申报,我国率先完成审批,实现全球“首报首发”的历史性突破。
2026-07-24 08:55
记者从市场监管总局了解到,国际电工委员会智能制造系统委员会近日发布IEC SRD 63459:2026《智能制造用例模板》国际标准。为此,国际电工委员会智能制造系统委员会于2019年成立首个工作组,组织各国专家制定国际统一的智能制造用例模板,以统一的方式描述、存储和使用用例。
2026-07-24 08:51
23日20时,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将天链二号06星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
2026-07-24 08:50
王虹、邓煜与其他两位数学家共同获得菲尔兹奖,这是令国人振奋的消息,也是中国数学家感到自豪的时刻。邓煜的另一项研究,是与合作者成功建立了三维波动方程吉布斯测度的不变性,将概率论方法系统性地引入波动方程研究。
2026-07-24 08:49
记者从北京大学获悉,2026年国际数学家大会23日在美国费城开幕。王虹,本科就读于北京大学数学科学学院,获理学学士学位;2014年相继取得巴黎综合理工学院工程师学位与巴黎-萨克雷大学硕士学位;后于麻省理工学院完成博士学位。
2026-07-24 08:48
7月22日,美国佛蒙特大学研究团队在《自然》杂志发表论文称,他们在北美鲶鱼体内发现一种可传染的黑色素瘤。换言之,肿瘤细胞本身就是“感染因子”,如同寄生虫一般,从一条鱼传到另一条鱼。这些带病的鲶鱼,正为科学界提供一个观察癌症演化的难得机会。
2026-07-23 09:57
《自然》杂志22日发表了一项天文学研究,可能揭示了人类对首个已知的系外卫星(exosatellite)的观测。在三层等级系统中,一颗恒星周围有一颗伴星,如行星或褐矮星,而第三个天体围绕伴星,这第三个天体可称为系外卫星。
2026-07-23 09:57
生物腐烂是生态系统养分循环的关键过程,但腐烂区域同时也是病原微生物高度活跃、可能对活体植物造成侵害的“危险区”。
2026-07-23 09:49
习近平总书记在国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会上的讲话中指出,“科学的未来在青年”,强调“要把青年科技人才队伍建设作为一项战略工程,全方位做好培养、引进、使用工作”。
2026-07-23 09:49
加载更多