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    特大喜讯,“中国天眼”FAST发现2颗新脉冲星

    2017-10-10 12:15:43 来源: 新浪
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    测绘网讯 今天上午,中科院科学传播局和国家天文台举行新闻发布会,发布了500米口径球面射电望远镜(FAST)取得的首批成果。作为世界最大单口径射电望远镜,FAST在去年9月竣工进入试运行、试调试阶段。经过一年的紧张调试,现已实现指向、跟踪、漂移扫描等多种观测模式的顺利运行;调试进展超过预期及大型同类设备的国际惯例。



      更加可喜的是,在调试观测阶段,FAST已经开始系统的科学产出。FAST团组利用位于贵州师范大学的FAST早期科学中心进行数据处理,探测到数十个优质脉冲星候选体,经国际合作,例如利用澳大利亚64米Parkes望远镜,进行后随观测认证,目前已通过系统认证两颗脉冲星,一颗编号J1859-0131(又名FP1-FAST pulsar #1),自转周期为1.83秒,据估算距离地球1.6万光年;一颗编号J1931-01(又名FP2),自转周期0.59秒,据估算距离地球约4100光年。两颗脉冲星分别由FAST于今年8月22日、25日在南天银道面通过漂移扫描发现。这也是我国射电望远镜首次新发现脉冲星。

      国家天文台研究员李菂介绍,搜寻和发现射电脉冲星是FAST核心科学目标。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。譬如: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。银河系中有大量脉冲星,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。具有极高灵敏度的FAST望远镜是发现脉冲星的理想设备,未来,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。

      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。这个被首席科学家兼总工程师南仁东定义“为下一代天文学家准备的观测设备”,是目前世界上最灵敏的单口径射电望远镜。国家天文台台长严俊介绍,接下来的两年,FAST将继续调试,以期达到设计指标,通过国家验收,实现面向国内外学者开放。同时进一步验证、优化科学观测模式,继续催生天文发现,力争早日将FAST打造成为世界一流水平望远镜设备。(央视记者 帅俊全)

     

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    缅怀“天眼之父”南仁东,用FAST电磁波遥感君之高义

    “他从壮年走到暮年,把一个朴素的想法变成了国之重器,成就了中国在世界上独一无二的项目。”新华社这样评价他的伟大成就。他就是FAST首席科学家、总工程师南仁东。2017年9月15日,南仁东因肺癌突然恶化,抢救无效逝世,社会各界相继沉痛悼念并深切缅怀。

    从建设射电望远镜设想的提出,到最为艰难的选址,再到攻克技术上的一个又一个难关,世界最大口径射电望远镜FAST的建成与南仁东密不可分。72岁的南仁东,把二十余载的精力都留给了“中国天眼”,某种程度上,他成就了FAST,FAST也成就了他。

    1993年,在日本国际无线电科学联盟大会上,科学家们提出,在全球电波环境继续恶化之前,建造新一代射电望远镜,接收更多来自外太空的讯息。南仁东跟同事们说:“咱们也建一个吧。”1994年7月, FAST工程概念提出。

    能不能找到合适的地方?施工难度能不能克服?这些都是未知数。1994年开始,南仁东带着300多幅卫星遥感图,跋涉在中国西南的大山里,有的荒山野岭连条小路也没有,当地农民走着都费劲。他执着的奔走在大山深处,踏遍上百个窝凼,喝浑水,吃冷干粮,先后对比了1000多个洼地,只为给“天眼”选个好台址,一奔波,就是十二年。“有张照片让我印象深刻,FAST寻址时,山里没有路,南老师和大家拄着竹竿爬山,那时他头发和胡子还是黑色的,我大约二十年后才看到那张照片,此时南老师鬓角、胡子已经斑白,这让我特别触动。”他的学生岳友岭说。

    没有南仁东,就没有FAST。这样的说法,在他的学生看来,一点都不为过。“南老师对关键技术的细节把握非常精准,当我们遇到技术难题时,他能快速准确的发现问题,并给出相应的解决方案,让项目顺利进行。”岳友岭回忆。“南老师很聪明、有大智慧,刻苦而且努力,很多同事都知道,南老师工作起来几乎废寝忘食,以前他从来不吃午饭,经常吃点饼干、方便面应付一下就接着工作,因此他还得了胃病,挺长时间才治疗好。”他的学生甘恒谦说。“南老师在生活、工作中对自己很严格,做什么事情都非常守时。比如去院里汇报工作或者汇报课题,南老师从来都是至少提前1小时赶到汇报地点,认真的程度超乎想象。”甘恒谦回忆。

    为了建造属于中国的大型射电望远镜,南仁东奔波了大半辈子,也奉献了一生智慧。2016年9月25日,FAST在贵州省平塘县的喀斯特洼坑中落成启用,并开始接收来自宇宙深处的电磁波。二十多年,南仁东的心血与精神,终聚成世界最大射电望远镜,然而“天眼梦”梦圆时他却离去,但我们相信,南仁东用生命诠释出的人生,将被人们永远铭记,他坚毅执着的科学精神将长存。

     

    “南老师这20多年只做了这一件事。”他的同事和学生们说,从1994年开始主持FAST项目的选址、立项、可行性研究及初步设计,主编科学目标,指导各项关键技术的研究及其模型试验。

     

    这期间,为了寻找适合建造望远镜的地点,南仁东化身“徐霞客”,带着团队不辞劳苦徒步入贵州深林,考察那里的地形地貌。“为了选址,南老师当时几乎踏遍了那里的所有洼地。”最终,历时12年,对1000多个洼地进行比选,又实地走遍上百个窝凼后,大窝凼洼地被选中作为台址。这其中的艰辛没有太多记录,但可以推算出,以当时的道路条件,他们每天最多走1到2个窝凼,晚上回到县城,白天再重新跋涉。

     

    有了理想的选址,争取支持立项就成为下一步的任务。这一次,“徐霞客”变成了“推销员”。为了寻求技术上的合作,南仁东北上哈尔滨工业大学,南下同济大学,继而奔赴西安电子科技大学。他还设法多参加国际会议,逢人就推销项目。“我开始拍全世界的马屁,让全世界来支持我们。”南仁东这样自嘲。


    可他这个“推销员”的项目却绝对让人望尘莫及——最终建成的FAST拥有500米的口径、相当于30个足球场的接收面积。如果在国际上做一个横向比较,FAST与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比,灵敏度提高约10倍;比排在“阿波罗”登月之前、被评为人类20世纪十大工程之首的美国“阿雷西博”305米望远镜,综合性能提高约10倍。“南老师推动了世界独一无二的项目。”FAST项目副总工程师李菂说:“他的执着和直率最让人佩服。”

     

    2007年7月,FAST项目立项,南仁东担任首席科学家和总工程师,此后他成了“拼命三郎”。FAST设计的每一个环节他都要参加,成员在作决定之前都要来听听他的意见。“南老师知道问题的关键点在哪里。”他的学生岳友岭说,他还记得,在工程建设的过程中要做锁网变形,“既要受力,又要变形,在工业界没有什么现成技术可以依赖”,而当时的国家标准是10万次,工程建设却需要200万次的伸缩,“南老师自己提出了特殊工艺,后来支撑起FAST的外形。”

     

    这个“拼命三郎”把FAST项目扛在自己肩上,遇到特别难的事情,就一根接一根地抽烟来缓解压力。以至于甘恒谦都觉得南仁东的办公室“要戴防毒面具”才能进去。“造不好,怎么对得起人家?”“国家投了那么多钱,国际上又有人说你在吹牛皮,我就得负点责任。”这样的话挂在了“特别怕亏欠别人”的南仁东嘴边。

     

    2016年1月,在FAST项目即将建设完成,在尚无任何接收机可以使用的情况下,得益于FAST巨大的口径和超高的灵敏度,南仁东凭借草草拼凑的一根细长鱼骨状的电视天线捕获到了来自蟹状星云脉冲星的信号,澳大利亚联邦科学与工业研究组织的专家乔治·郝布斯对此惊叹说:“他们居然能用一根简单的天线干这事儿,着实令人惊异。”

     

    “射电望远镜就像灵敏的耳朵,在宇宙空间的白噪音中分别有意义的无线电信息。”南仁东曾这样解释作用,“这就像分辨雷声中的蝉鸣。”

     

    斯人已逝,令他魂牵梦萦的大约只有FAST。

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