一臺望遠鏡,從構思到立項,篳路藍縷;從立項到完工,艱苦奮斗;從完工到驗收,苦盡甘來。這就是FAST,中國天眼。FAST于2019年4月22日完成了工藝驗收,這標志著FAST成為了一臺可以正式為天文學家提供服務的望遠鏡。在此之前,FAST已經開始向國內天文學家開放了觀測申請,并開展觀測。一臺望遠鏡,從構思到立項,篳路藍縷;從立項到完工,艱苦奮斗;從完工到驗收,苦盡甘來。這就是FAST,中國天眼。


FAST望遠鏡全景(圖片來源:FAST工程)

由中國科學院國家天文臺姜鵬、彭勃、李菂研究員,以及北京大學徐仁新教授組織的“The Science and Technology of FAST”專題(簡稱FAST專題)報道了FAST首批研究成果,在SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy (《中國科學:物理學 力學 天文學》英文版) 2019年第5期出版。

FAST專題第一次詳細介紹了FAST調試中碰到的問題和解決方案,以及FAST目前已經達到的性能參數;同時還報道了在調試過程中FAST發現的第一顆脈沖星的基本參數。此外,FAST還對一些有趣的脈沖星進行了監測。


FAST對其發現的一顆脈沖星進行的單脈沖觀測(圖片來源:FAST工程)

以上研究發現讓FAST完成了“早出成果”的既定目標,可以算是萬里長征的第一步,但是作為大科學工程,星辰大海的征途仍然漫漫,巡天才是航行的方向。這期FAST專題也給出了對未來巡天的指導意見——多波束巡天方案、預期中性氫觀測結果和提高脈沖星識別效率的方案。

射電望遠鏡的靈敏度和波束大小都與口徑相關。FAST的大口徑使其具備了高靈敏度,也使其波束小于同一波段的其他單口徑射電望遠鏡。一方面,波束小的優勢是可以看得細致,另一方面FAST完成巡天也需要更長的時間。FAST的19波束接收機可以提高巡天效率,它排布成六邊形;要充分利用19個波束還需要詳細的掃描方案,包括對轉角、掃描軌跡以及相應靈敏度的計算和對結果的預計。


正在做測試的19波束接收機(圖片來源:FAST工程)

多科學目標同時觀測也是FAST要完成巡天的一個特點,它進一步提高了FAST巡天效率,使得單位觀測時間內可能有更多的科學產出。

在FAST的科學目標中,中性氫是最重要的研究內容之一,FAST專題文章對中性氫巡天的結果進行了估計,這讓天文學家有信心使用未來的巡天數據開展中性氫的研究。

脈沖星的識別也是未來FAST面臨的一個重要問題,我們在前期觀測中發現,找到一個優質脈沖星候選體,需要在數萬到數十萬張圖中進行搜尋,在正式開展巡天后,僅靠人工是無法完成這項工作的,還必須不斷提高機器識別脈沖星的能力,以減輕人的工作負擔。現在看來,這條路走得比較順利。

“早出成果”已實現,“多出成果”在路上,“出好成果”可期待,“出大成果”靠積累。重器已備,方向已明,余下的事就是我輩天文學家的共同努力奮斗了。


銀河下的FAST綜合樓(圖片來源:FAST工程)

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責任編輯:ugmbbc

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