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“中國天眼”能產(chǎn)生諾獎(jiǎng)級別的科學(xué)成果嗎？

小知識銀河系宇宙調(diào)試科學(xué)家貴州省觀測接收科普探測脈沖星


“中國天眼”能產(chǎn)生諾獎(jiǎng)級別的科學(xué)成果嗎？



理論上，F(xiàn)AST的探測能力接近可視宇宙的邊緣 。 調(diào)試兩年來，F(xiàn)AST的卓越表現(xiàn)，引人無限遐想：未來，F(xiàn)AST有無可能沖出銀河系尋找新星？FAST有無可能產(chǎn)生一些諾獎(jiǎng)級別的科學(xué)成果？這一切，取決于FAST能否把性能調(diào)到最好，以及是否擁有出色的數(shù)據(jù)處理能力 。
9月下旬，科技日報(bào)采訪人員從位于貴州平塘的中科院國家天文臺了解到，科學(xué)家團(tuán)隊(duì)正在開展技術(shù)攻關(guān)，以期為FAST下一步的科學(xué)探測掃除障礙 。
尋找銀河系外新星，是長遠(yuǎn)目標(biāo)
“我和世界上很多科學(xué)家都非常期待FAST開始觀測宇宙中不同的星體，它將有能力觀測到宇宙大爆炸時(shí)期的信號，探測能力幾乎能夠接近到整個(gè)宇宙起源 。 它將發(fā)現(xiàn)我們從未見過的事物 。 ”這是平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡組織總干事菲利普·戴蒙德對于FAST所寄予的厚望 。
500米的大口徑，成就了FAST這個(gè)觀天巨眼 。 理論上說，F(xiàn)AST能夠接收到137億光年以外的電磁信號，這個(gè)距離接近于可視宇宙的邊緣，更將人類的深空探測能力提升到了前所未有的高度 。
調(diào)試兩年來，F(xiàn)AST的“牛刀小試”讓外界驚艷 。 它首次發(fā)現(xiàn)的毫秒脈沖星，是至今人類發(fā)現(xiàn)的射電流量最弱的高能毫秒脈沖星之一，美國阿雷西博等國際大型射電望遠(yuǎn)鏡曾多次搜索，卻始終難覓其蹤 。
科學(xué)家預(yù)測，F(xiàn)AST在未來有希望找到4000顆脈沖星 。 而在脈沖星被發(fā)現(xiàn)后的幾十年間，人類也僅僅探測到了2700多顆而已 。
深空狩獵，駐守科學(xué)家特別希望FAST能夠沖出銀河系尋找新星，特別是快速旋轉(zhuǎn)、密度極高的脈沖星 。 如果FAST能捕獲河外星系脈沖星，將在國際上具有開創(chuàng)性的意義 。 為此，F(xiàn)AST工程的技術(shù)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開始著手準(zhǔn)備，最早可能在明年進(jìn)行探測 。
中科院國家天文臺FAST工程調(diào)試組成員盧吉光表示，脈沖星的科學(xué)意義不僅在于研究它本身，它還能作為研究其它天體的探針 。 如果能夠找到河外脈沖星，就能用它們來研究星系際介質(zhì)的屬性 。 在使用脈沖星測時(shí)陣探測遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的引力波時(shí)，也就相當(dāng)于擁有了更長的干涉臂 。
“FAST最大的優(yōu)勢在于它的高靈敏度，十分適合用于研究脈沖星的單脈沖，從這些單脈沖的細(xì)節(jié)中就可以推斷出脈沖星的輻射機(jī)理，從而進(jìn)一步限制脈沖星的物態(tài)，并推動(dòng)其他相關(guān)科學(xué) 。 ”盧吉光說 。
技術(shù)攻關(guān)為科學(xué)探測“掃除障礙”
【“中國天眼”能產(chǎn)生諾獎(jiǎng)級別的科學(xué)成果嗎？】未來，F(xiàn)AST將覆蓋當(dāng)今射電天文的主流熱點(diǎn)方向和科學(xué)目標(biāo)：巡視宇宙中的中性氫，以探索宇宙起源和演化；觀測脈沖星、探測星際分子，甚至還可以搜尋地球外生命……隨著FAST的正式投用，各國科學(xué)家將相繼共享使用，除了可能給中國天文學(xué)帶來一個(gè)“黃金時(shí)代”外，也有望誕生一些重要的原創(chuàng)科學(xué)成果 。
中科院國家天文臺FAST工程總工程師姜鵬介紹，射電天文學(xué)是天文學(xué)的前沿分支，射電天文觀測產(chǎn)生了近一半的天文相關(guān)的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) 。 特別是在最熱的脈沖星領(lǐng)域，已經(jīng)誕生了兩項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng) 。 FAST預(yù)期將發(fā)現(xiàn)雙倍于人類已知數(shù)量的脈沖星，尤其是特殊品種的脈沖星，極有可能在廣義相對論和引力波探測方面取得重大突破 。
當(dāng)然，這一切，取決于FAST能否把性能調(diào)到最好，以及是否擁有出色的數(shù)據(jù)處理能力 。
面對19波束投用后產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)，F(xiàn)AST團(tuán)隊(duì)在存儲(chǔ)和計(jì)算能力上感到很“吃力”，數(shù)據(jù)堆積的危險(xiǎn)也步步緊逼 。 不過，F(xiàn)AST與中國電信聯(lián)手建設(shè)的數(shù)據(jù)中心即將投入使用，科學(xué)家團(tuán)隊(duì)也正在開展技術(shù)攻關(guān)，力圖為FAST下一步的科學(xué)探索掃除障礙 。

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