中國天眼FAST“首秀”前后

　　幾乎沒有懸念,，“中國天眼”FAST的成果“首秀”,，又一次讓中國科學界站到全世界面前。10月10日,，F(xiàn)AST團隊攜脈沖星發(fā)現(xiàn)的成果甫一亮相,，就引來國內(nèi)外注目,，享譽世界的澳大利亞帕克斯射電望遠鏡的科學主管喬治·霍布斯評價：這是國際天文學界目前最令人激動的事件之一。

　　但鮮為人知的是,，直到FAST“首秀”的前夜,，中國科學院國家天文臺的科學家還在爭取更多的新脈沖星通過國際系統(tǒng)認證。彼時,，這個位于中國貴州的全球最靈敏的單口徑射電望遠鏡,，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了6顆新脈沖星,，其中最早一批認證的有兩顆。

　　即便如此,，在次日的新聞發(fā)布會上,，國家天文臺臺長嚴俊仍只介紹那兩顆最早認證的脈沖星。他說,，F(xiàn)AST已經(jīng)探測到數(shù)十個優(yōu)質(zhì)脈沖星候選體,，但望遠鏡目前還處在調(diào)試期，慎重起見,，科學家希望在得到國外望遠鏡“百分之百的確認”后,，再做更多公布。

　　當然,，諸如此類看似插曲的故事,，早已淹沒在“聽！1.6萬光年外的脈沖信號”“中國射電望遠鏡首次發(fā)現(xiàn)新脈沖星”等頗具爆炸性的成果報道里,。但對每一位參與其中的科學家而言,，只有加上這些細節(jié)，“中國天眼”的“首秀”才是完整的,。

　　就如同在“首秀”這個最值得歡愉的時刻,，他們也沒有忘記FAST項目的最初發(fā)起者、首席科學家,、總工程師南仁東一樣——盡管老先生再也看不到這一切,。發(fā)布會開始前，主持人臨時增加了一項議程：請全體起立,，為南仁東先生默哀一分鐘,。

　　一周前：確認新增多個成果，原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)時代開啟

　　在10月10日北京四環(huán)外國家天文臺的辦公大樓里,，由FAST捕獲的首批脈沖星信號第一次向外界展示——

　　“嘟嗚嘟——嘟嗚嘟——”

　　“嘟——嘟——”

　　現(xiàn)場不管是科學家,，還是媒體工作者，都豎起耳朵,，仔細聆聽這分別來自1.6萬光年外和4100光年外的脈沖信號,。

　　國家天文臺研究員、FAST工程副總工程師李菂說它們：一個像小孩的心跳,，緩慢而微弱,；一個像是成年人的心跳，短促而有力,。

　　就是這兩個聲音,，讓中國實現(xiàn)了一個“零的突破”：我國自主設(shè)計制造的天文設(shè)備第一次發(fā)現(xiàn)脈沖星。而在此之前的50年里，人類已經(jīng)觀測到2700多顆各種類型的脈沖星,。

　　所謂脈沖星,，是死亡恒星的一種，屬于高速自轉(zhuǎn)的中子星,，因發(fā)射周期性脈沖信號而得名,。這種脈沖信號，就好比轉(zhuǎn)動的燈塔發(fā)出忽明忽暗的光,，以至于脈沖星最初被發(fā)現(xiàn)時,，一度被誤以為是外星人尋找宇宙知音的信號。

　　李菂說,，脈沖星自轉(zhuǎn)速度也異�,？臁⒆赞D(zhuǎn)周期精確,，被稱作宇宙中最精準的天文時鐘,。這種特性讓脈沖星擁有在地面實驗室無法實現(xiàn)的極端物理性質(zhì)，是理想的天體物理實驗室,，諾貝爾物理學獎也兩度授予了脈沖星的相關(guān)發(fā)現(xiàn),。

　　不過，由于脈沖星信號微弱,，易被人造電磁干擾淹沒,，目前只能觀測到一小部分。李菂說,，作為全球目前唯一工作頻段完整覆蓋300MHz～3GHz的射電望遠鏡,，F(xiàn)AST恰是發(fā)現(xiàn)脈沖星的理想設(shè)備，其工作頻段內(nèi)具有超高靈敏度,，可以清晰地“看到”每一個脈沖,。

　　這樣的說法也得到了喬治·霍布斯的認可，他說自己對FAST未來的科研產(chǎn)出“充滿期待”,。一個有必要說明的背景是,，世界上目前幾乎一半的脈沖星，都是由喬治·霍布斯負責的澳大利亞帕克斯射電望遠鏡所發(fā)現(xiàn),。

　　李菂說,，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的脈沖星大多在銀河系，而FAST可以在距離200萬光年的空間有所探索,。以這次發(fā)現(xiàn)采用的方法為例,，李菂說,，F(xiàn)AST通過“漂移掃描”,，同時對中性氫、脈沖星、銀河系結(jié)構(gòu)和分子譜線等多科學目標進行同時掃描的巡天觀測,，是世界上其他望遠鏡從未實現(xiàn)過的,。

　　更值得一提的是，在8月22日和8月27日第一批兩顆脈沖星發(fā)現(xiàn)之后,，F(xiàn)AST又發(fā)現(xiàn)了4顆新脈沖星,。而就在剛剛過去的國慶假期，最新發(fā)現(xiàn)的這些脈沖星,，也都通過了國際認證,。

　　“系統(tǒng)的科學產(chǎn)出已經(jīng)開始！”李菂說,，F(xiàn)AST正在開啟中國射電波段大科學裝置系統(tǒng)產(chǎn)生原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)的“激越”時代,。

　　25天前：“天眼”之父去世，F(xiàn)AST“首秀”或成最好告慰

　　值得注意的是,，如今發(fā)現(xiàn)脈沖星成果的時間點,，還處于FAST望遠鏡的“調(diào)試初期”。接下來,，F(xiàn)AST還將進行為期兩年的調(diào)試,。這就好比，戰(zhàn)士還未完全整理好武器裝備走向戰(zhàn)場,，就已斬殺敵人拿下一役,。

　　李菂說，這得益于卓有成效的早期科學規(guī)劃和人才,、技術(shù)儲備,，讓FAST早早地展示其科學能力。成果的背后,，不得不提及FAST項目發(fā)起人,、這個項目的最主要締造者南仁東。

　　25天前,，南仁東離開人世,，享年72歲。在后來國家天文臺舉行的南仁東事跡報告會上,，與會的科學家表達了一個共同的遺憾：沒能等到FAST煥發(fā)光彩,，南先生卻已駕鶴西去。

　　南仁東的學生,、FAST工程辦公室副主任張海燕告訴記者,，南仁東生前不止一次地說過，“人活著還是要做一點事”,。

　　而建成FAST,，就是他所說的“一點事”。他一做就是20多年。

　　如今,，南仁東主導締造的FAST,，終于睜開“銳眼”，望向蒼穹,。

　　FAST的這次“首秀”,，或許就是對南仁東的最好告慰。有網(wǎng)友建議,，希望將FAST發(fā)現(xiàn)的第一顆脈沖星命名為“南仁東星”,。

　　44天前：“天眼”初顯威力，穩(wěn)定獲取目標信號

　　“首秀”之后,，有人提出疑問,，早在去年9月25日FAST就已經(jīng)竣工，為何要經(jīng)過近一年的調(diào)試,，直到最近才產(chǎn)出科學成果,？

　　國家天文臺研究員、FAST工程副經(jīng)理彭勃說,，國外同類大型射電望遠鏡建成后一般需要3～5年的調(diào)試,，而“中國天眼”調(diào)試了一年就獲得了初步成果，進展超過預期及大型同類設(shè)備的國際慣例,。

　　而就FAST本身而言,，其調(diào)試工作難度也“堪稱巨大”。嚴俊說,，整個調(diào)試涉及測量,、控制、力學,、電子學,、天文學等多學科領(lǐng)域，而且對中國科學家來說,，F(xiàn)AST工作模式有別于之前接觸過的傳統(tǒng)望遠鏡,，沒有任何成熟的經(jīng)驗可供參考。

　　FAST如今成了貴州一景,，科學觀測是否會受到游客的手機干擾,？

　　姜鵬告訴記者，科學家團隊看到當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展也很高興,，同時也相信望遠鏡的科學產(chǎn)出會進一步促進當?shù)氐穆糜萎a(chǎn)業(yè),，這將是雙贏的局面。當?shù)卣�府也專門制定了“距離5公里范圍之內(nèi),，不能有任何干擾望遠鏡探測的行為”的政策,。

　　不過他也提到,，由于望遠鏡本身設(shè)備在電磁屏蔽技術(shù)上還沒有完全做到位，相應(yīng)的干擾現(xiàn)象還是存在,，接下來將會加強這方面的工作,�,！安还苁乔缣爝�是雨天,，盡可能保證FAST每天都能工作，以保證有效的觀測時長,，促進更多,、更好的科學產(chǎn)出�,！彼�說,。

　　今年8月27日，也就是“首秀”前的第44天,，F(xiàn)AST第一次實現(xiàn)跟蹤觀測,，并穩(wěn)定地獲取目標源的信號。嚴俊告訴記者,，至此,，F(xiàn)AST基本完成了望遠鏡的功能性調(diào)試，這是望遠鏡調(diào)試工作的一個非常重要的階段性成果,。

　　通俗地說,，“FAST已經(jīng)是初具威力的巨型射電望遠鏡，也充分驗證了該望遠鏡在靈敏度上的優(yōu)勢,�,！�

　　嚴俊透露，本年度的試觀測計劃是500個小時,，截至目前,，F(xiàn)AST已經(jīng)積累了700個小時的試觀測時長，已提前超額完成了本年度的試觀測任務(wù),。

　　這每一個小時背后,，都有科研人員付出的心血。李菂說,，每一次掃描,，科研人員不僅需要重新設(shè)計軟件，數(shù)據(jù)處理上也要付出更多“體力勞動”——這也是在脈沖星搜索上,，“漂移掃描”方式被很少運用的一個原因,。

　　好在，“天眼”每次掃描都能獲得一到兩個高質(zhì)量的脈沖星候選體,。

　　南仁東生前曾說,，希望借助FAST這只巨大“天眼”,，窺探星際之間互動的信息，觀測暗物質(zhì),，測定黑洞質(zhì)量,，甚至搜尋“可能存在的星外文明”。

　　對此,，李菂并不回避,，他說，星外文明的搜索是一個嚴肅的科學目標,，不過FAST目前正處在調(diào)試期,，尚未開展類似研究。

　　“過來人”喬治·霍布斯介紹,，帕克斯望遠鏡目前有20%的時間分配給了“尋找外星人”,，不過截至目前，仍一無所獲,。

　　至于“中國天眼”,，喬治·霍布斯說，“它看得更遠”,。