中国天眼新发现(终结快速射电暴起源的争论)

2005年FAST项目通过专家评审,06年确定选址为贵州平塘县大窝凼洼地。11年3月开始动工修建,由我国著名天文学家南仁东任项目总设计师。Fast采用光机电一体化的轻型索支撑馈源平台,在馈源与反射面之间无刚性连接的情况下,实现高精度的指向跟踪。馈源舱内还配置有覆盖频率70兆赫至3吉赫的多波段、多波束馈源和接收机系统。

中国天眼新发现(终结快速射电暴起源的争论)

Tips:如果将馈源舱比喻为一辆在跑道上运动的跑车,美国的做法是将跑道整体架在空中,我们仅是吊起车。此举实现了馈源舱轻型化的目的。

天眼不仅是目前世界上最大的射电望远镜,口径达到500米相当于30个足球场,而且还是最灵敏的射电望远镜,灵敏度是世界第二大望远镜的2.5倍。不仅如此,Fast独特的球面设计还可以通过调节反射面的位置,从而聚焦收到信号,这些铝合金面板就像眼睛一样可以自主转动,从不同的角度观测宇宙。因此被形象地称为“中国天眼”。

“中国天眼”500米的接收面积和超高的灵敏度,使其能够观测到其他望远镜难以察觉的、较弱、较短的脉冲辐射信号。简直是研究存在时间短、辐射信号弱的快速射电波的不二之选。

中国天眼新发现(终结快速射电暴起源的争论)

Tips:2017年10月“中国天眼”新发现两颗脉冲星发出的声音类似婴儿的心跳。从脉冲星传出来的脉冲信号被科学家探测到,又被转化成的音频信号,从而可以被我们听到。

2019年我国国家天文台李菂、朱炜玮研究团队在观测天体时,偶然观测到了一个快速射电波,FRB180301。这个快速射电波在2018年3月1日被澳大利亚科学家首次观测到,科学家们十分开心,因为多数快速射电波都是单次爆发,如果能够再次发现这个射电波,就可以对它爆发时产生的偏振进行重复比对确定它的来源。在团队成员的期待中,2019年7月16日,这个快速射电波又一次进入了fast的观测范围,并且探测到了它的4次爆发。

中国天眼新发现(终结快速射电暴起源的争论)

Tips:偏振光polarized light ,光学名词。光是一种电磁波,电磁波是横波。而振动方向和光波前进方向构成的平面叫做振动面,光的振动面只限于某一固定方向的,叫做平面偏振光或线偏振光。

团队因此受到了极大的鼓舞,正想一鼓作气接着观测,却在9月的例行观测中,完全没有收到射电波的辐射信号。团队成员经过研究后,发现是澳大利亚方面报告的爆发点位置有误差,随后调整望远镜的位置,将其对准爆发点,并记录偏振信号。在同年10月6日和7日,FAST在6个小时内探测到11次暴发。在之后共计12个小时的观测时间中,FAST探测到了15次暴发,每次电波闪现的强度曲线也各不相同。

经检测,FRB180301比07年最先发现的来自银河系外的快速射电波强度要弱很多,但两个射电波的距离和射电爆发率类似。更重要的是,在对这来自同一射电源的15个偏振信号进行对比时,发现它们的偏振变化形式非常多样,相互之间的区别远大于误差限制。

中国天眼新发现(终结快速射电暴起源的争论)

Tips:银河系Milky Way Galaxy,是太阳系所在的棒旋星系,呈椭圆盘形,具有巨大的盘面结构。银河系的恒星数量约在1000亿到4000亿之间。

Fast观测到的这种情况表明:宇宙中的快速射电波的起源很可能是致密天体磁层中的物理过程。这个观测结果直接否定了国际上一些认为快速射电波是来自于粒子冲撞的假说,为10年来学界关于快速射电波起源的争论一锤定音。

2020年《科技日报》上北京大学教授、中国科学院国家天文台研究员李柯伽说:“我们认为,快速射电波是由自然的天体物理过程产生的。根据探测的辐射特征和观测特性,我们觉得它应该来自磁星的磁层。

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