我国首次发现新脉冲星 为何被称为“死亡之星”?

2017-10-10 17:12 来源:中国数字科技馆 
2017-10-10 17:12:44来源:中国数字科技馆作者:责任编辑:赵清建

  今天(10月10日),中国科学院国家天文台宣布,被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST)目前已经探测到数十个优质脉冲星候选体,其中6颗通过国际认证。这是我国天文望远镜首次发现脉冲星。这类天体的脉冲信号曾一度被认为来自外星人,那么其究竟有何神秘之处?我们为何要观测它们呢?

  脉冲星是“死亡之星”

  脉冲星是旋转的中子星,由恒星演化和超新星爆发产生,也被认为是“死亡之星”。其首次被发现是在1967年,因发射周期性脉冲信号而得名。但这些脉冲信号并不是来自外星人,而是脉冲星在自转过程中辐射的电磁波,形成一断一续的脉冲。

我国首次发现新脉冲星 为何被称为“死亡之星”?

英国皇家学会院士乔瑟琳·贝尔是脉冲星的第一位发现者

  只有高速旋转的中子星,才可能扮演脉冲星的角色。脉冲星的脉冲就是像人的脉搏一样,是稳定出现的短促的无线电信号,比如,被人类发现的第一颗脉冲星,每两脉冲间隔时间是1.337秒,其他脉冲还有短到0.0014秒的,最长的也不过11.765735秒。

  宇宙中有大量脉冲星,但由于其信号暗弱,易被人造电磁干扰淹没,目前只观测到一小部分。脉冲星的自转周期极其稳定,准确的时钟信号为引力波探测、航天器导航等重大科学及技术应用提供了理想工具。

  发现新脉冲星并不容易

  之前由于历史和设备原因,我国其他射电望远镜历史上探测到多颗已知脉冲星,但没发现过新脉冲星。这次的重要成果要归功于具有极高灵敏度的FAST。

我国首次发现新脉冲星 为何被称为“死亡之星”?

世界最大的单口径射电望远镜FAST

  FAST位于贵州省平塘县名为大窝凼的喀斯特洼地之中,基于三项全部中国知识产权的自主创新——选址方法、索网主动反射面、柔性索结合并联机器人的馈源支撑,FAST突破了射电望远镜工程极限,建成为世界最大的单口径射电望远镜,其接收面积相当于30个足球场大小。

  据FAST工程副总工程师李菂介绍,FAST调试进展超过预期,并已开始系统的科学产出。目前,经过一年紧张调试,FAST已实现指向、跟踪、漂移扫描等多种观测模式的顺利运行。

    国家天文台研究员、FAST工程首席科学家、总工程师南仁东定义其“为下一代天文学家准备的观测设备”。

  脉冲星研究有助于引力波探测

  脉冲星由恒星演化和超新星爆发产生,因发射周期性脉冲信号而得名。脉冲星的本质是中子星,具有在地面实验室无法实现的极端物理性质,是理想的天体物理实验室,对其进行研究,有希望得到许多重大物理学问题的答案。

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脉冲星灯塔模型动态图

  脉冲星的自转周期极其稳定,准确的时钟信号为引力波探测、航天器导航等重大科学及技术应用提供了理想工具。

  2016年2月11日,LIGO合作组宣布首次直接探测到广义相对论预言已久的引力波之后,对引力波的探测已经成为天文学界的热门话题。通过对快速旋转的射电脉冲星进行长期监测,选取一定数目的脉冲星组成计时阵列,可以探测来自超大质量双黑洞等天体发出的低频引力波。FAST将有希望发现更多守时精准的毫秒脉冲星,对脉冲星计时阵探测引力波做出原创贡献。

(本文内容部分由国家天文台助理研究员王培进行科学性把关)

[责任编辑:赵清建]

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