恒星|探寻脉冲星 把银河“看穿”

2021年5月 , 国际期刊《天文和天体物理学研究》封面论文刊登了中国科学院国家天文台研究员韩金林团队的成果:他们对银河用“中国天眼”FAST开展了一项非常灵敏的脉冲星探寻任务(GPPS巡天) , 在一年左右的时间内就发现了银河系银道面内的201颗脉冲星 。 自2017年10月10日发现第一例脉冲星以来 , 截至目前 , 被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星 。
韩金林介绍 , 他们团队到目前为止还只是搜寻了银河系银道面内的一小部分脉冲星 , 需要再用大概十年的时间 , 陆续将所有的脉冲星都搜寻到之后 , 挑选出特别好的再进行精确研究 , 以期取得重大科学突破 。 “这就像是女娲补天似的 , 一小块一小块做 , 等所有的天区都做完了 , 银河就看穿了 。 ”
广州日报全媒体采访人员 张丹
脉冲星半径仅10公里 其脉冲比钟表还精密
“你知道宇宙中最小的天体是什么吗?”韩金林向采访人员卖了个关子 , 然后说:“天上的星星一般说的都是恒星 , 恒星死亡爆炸后 , 一部分就成了脉冲星 。 ”他介绍 , 脉冲星甚至比一般的行星还要小得多 , 地球的半径是6371多公里 , 而脉冲星半径只有10公里 。
在韩金林的科研探索中 , 宇宙的“奇妙”始终让他兴奋不已 。 “我们的地球 , 真的像是宇宙中的一粒微尘 。 ”韩金林说 , 在宇宙中有很多星系 , 银河系仅仅是其中一个星系 , 像太阳那样的恒星在银河系中就有上千亿个 。 而我们看到各种天体发出的光 , 从无线电波一直到红外线、光学甚至紫外线、X光 , γ射线等 , 每个天体都发射不同的波段 , 所以 , 研究宇宙天体也有不同的渠道 。
【恒星|探寻脉冲星 把银河“看穿”】以脉冲星为例 , 它发射的脉冲是非常精密的 , “比我们的钟表还精密 。 ”韩金林说 , 一个半径只有10公里但是重量比太阳还要重1.4倍的天体 , 就在宇宙中没有人打扰地转动 , “旁边都是空的 , 它转起来稳得很呢 。 ”他说 , 因此观测人员就能测到它发射的脉冲 , 可以看成宇宙中精准的时钟 。 “如果两颗脉冲星相互绕转 , 它们之间就算每天缩短了1厘米 , 都能通过测量脉冲得出来 。 ”
寻找新脉冲星 为人类知识贡献“中国发现”
“脉冲星很奇怪 , 它发射脉冲 , 但是我们搞不清楚它是怎么发射出来的 。 ”韩金林说 , “所以 , 我们就要研究脉冲星怎么发出脉冲” 。
他介绍 , 在银河系中有的恒星“死亡”时会爆炸 , 有的炸得很厉害全部“灰飞烟灭”了;而有的爆炸之后却“咕噜”一下收进去变成了黑洞;还有的恒星炸完了之后会在旁边留下一个核 , 这就形成了脉冲星 。
韩金林说 , 他和团队希望把中国天眼能够看到的区域内的脉冲星全部找出来 , 这样就能够大概知道在银河系里的不同区域 , 脉冲星的诞生率是多少 , 为不同区域恒星的形成、恒星的演化和恒星的“死亡”(即脉冲星的诞生)等问题找到更好的答案 。
韩金林表示 , 如今中国也可以为人类认知宇宙做出更大的贡献 。 “比如 , 现在人类发现最快的脉冲星一秒钟能够转730多圈 , 每1.4毫秒就能够转一圈 。 那能否突破这个极限?如果我们发现了 , 就能突破现有认知的极限 。 ”
他介绍 , 他们新发现的一批脉冲星发的光明显比别人发现的暗一个量级 , “就是说国外的‘眼睛’只能看到亮的天体;而中国的‘天眼’灵敏度特别高 , 比较暗弱的星星也能看得到 。 ”
三四十台计算机同时收集“补天”数据
在中科院国家天文台的一楼大厅内 , “中国天眼”FAST的模型赫然放在最显眼的位置 。 韩金林站在FAST模型前有些动情地说:“我们用这个望远镜 , 可真是赶超了世界 。 ”