5月27日,2023数博发布FAST(“中国天眼”)科技成果展示活动在贵阳国际生态会议中心举行,中国科学院国家天文台FAST运行和发展中心科学观测与数据部主任朱明介绍了FAST近年来取得的优秀科技成果。
被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST), 是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜,近年来在脉冲星发现、快速射电暴、中性氢等研究领域,取得了一批有重要价值的科学成果。自开放运行以来在《自然》(含子刊)《科学》杂志上,基于FAST数据发表高水平研究成果12篇。其中多项成果分别入选《自然》杂志评选的“2020年十大科学发现”、《科学》杂志评选的“2020年十大科学突破”,及2021年度和2022年度“中国科学十大进展”,并有3项研究成果入选美国天文学会亮点研究成果。FAST已成为中低频射电天文领域的观天利器,开启了“多出成果”“出好成果”的新阶段。
快速射电暴(FRB)是宇宙中最明亮的射电爆发现象,至今FRB起源之谜仍然未解,是当今国际天文学最前沿和热门的研究领域之一。FAST在快速射电暴研究方面取得系列重大发现,包括在国际上首次发现一例具有非常丰富偏振特征的快速射电暴,证实了极强磁场中子星(磁星)是快速射电暴的来源之一,首次揭示快速射电暴爆发率的能谱特征,首次提出能够解释重复快速射电暴偏振频率演化的统一机制,发现世界上首例持续活跃的快速射电暴,首次发现频率依赖的偏振振荡现象,首次发现重复快速射电暴法拉第旋转量的极端反转现象。
FAST具有解析最暗弱中性氢辐射的领先优势,在银河系内及银河系外中性氢精细特征描绘取得重大进展。首次高置信度测量到中性氢窄线自吸收的塞曼效应,探测到最大的中性氢气体结构,在距离银河系中心22 kpc的地方,发现一条中性氢纤维结构“香蒲” (Cattail),FAST中性氢星系巡天在近邻星系M106天区,发现一条超长的气体吸积流,并获得该天区最深度成像。
脉冲星是高密度、强磁场、相对论效应显著的天体,是研究极端条件下基本物理规律、精确检验引力理论的探针。迄今为止FAST已发现脉冲星超过740 颗,引领着脉冲星观测与物理研究。通过闪烁和偏振分析,首次获得脉冲星三维度自转和速度小角度共线的证据,首次在一例伽马射线双星探测到周期性脉冲,验证基于中子星的高能辐射模型。同时,为应对天文大数据对数据存储技术带来的巨大挑战,FAST建设了数据中心,于2020年初正式启用,包括模块化机房、CPU和GPU计算集群、机械硬盘和固态硬盘存储集群,可为用户提供海量数据存储读取、高性能计算资源等服务,也为天文领域数据存储与管理提供了新的思路。
此外,FAST在相控阵接收机研制、测量与控制、脉冲星测时、雷达天文学技术等关键技术研究方面已取得重要成果,对进一步提升和扩展FAST的性能、保持在国际同类设备中的竞争力具有重要意义。