FAST副總工程師李菂：中國此前從沒發現過脈衝星

　　2017-10-12 15:05:06　來源: 澎湃新聞(上海)

　　澎湃新聞記者 吳躍偉

　　竣工調試僅一年，隱藏在貴州山坳間宛若一口銀白色大鍋的FAST就發現了六顆脈衝星。

　　這些脈衝星目前已獲得國際同行的確認。

　　10月11日上午，中國科學院國家天文台射電天文研究部首席科學家、FAST工程副總工程師李菂（注音：[dì]）向澎湃新聞（www.thepaper.cn）介紹，這次國際驗證是通過澳大利亞的一個望遠鏡進行的：「我們在北半球，他們在南半球。如果雙方都觀測到了，那麼，基本可以排除這些信號來自某種固定的人造干擾，或者是某種不容易被理解的信號。」

　　500米口徑球面射電望遠鏡FAST被譽為「中國天眼」。這個世界上最大最靈敏的射電望遠鏡還有著更宏大的目標，其中之一就是為人類率先找到銀河系外的射電脈衝星。此前，人們找到的2700多顆脈衝星都位於銀河系。

　　李菂告訴澎湃新聞，通俗地說，FAST像是一個收音機，其天線的靈敏度極高，可以收聽到來自宇宙深處的心跳——脈衝星帶著哨聲的電磁波。FAST提供了一個機會，讓中國射電天文研究從追趕國際同行，變為超越。「這一過程還沒有完成，但已經開始了」。

　　

　　【對話李菂】

　　澎湃新聞：為什麼FAST有望率先找到銀河系外的脈衝星？

　　李菂：FAST反射面的口徑很大，所以的它的靈敏度很高。FAST最基本的工作原理是，利用拋物面，把來自宇宙深處的星際光，聚焦成一個點。口徑越大，收光能力越強，也就是增益越大，放大倍數越大。

　　但這裡的放大，不是把一個小點，變成一個大點，而是把一個方向很大的一束光，匯聚成一個很小的點。

　　廣義地說，FAST像是一個收音機，用巨大的天線，來收聽來自宇宙深處的聲音。很多反射單元構成的拋物面（FAST拋物面25萬平方米，相當於30個足球場），就是FAST的天線。但我們用的收音機的天線是一個桿，能感應四面八方的電磁波，卻不能聚焦。FAST的天線能夠聚焦，更像是家用衛星電視的天線。

　　澎湃新聞：中國的射電望遠鏡此前發現過脈衝星嗎？

　　李菂：中國有很多個射電望遠鏡，做了大量的基礎研究工作，但它們的口徑都不夠大，沒有發現過脈衝星。FAST是目前世界上最大的單口徑射電望遠鏡，它提供了一個機會，讓中國射電天文研究從追趕國際同行，變為超越。這一過程還沒有完成，但已經開始了。

　　澎湃新聞：脈衝星有很多種嗎？為什麼它可以發出脈衝？

　　李菂：脈衝星可以分為很多類，比如X射線脈衝星、γ射線脈衝星，它們也有射電脈衝，大部分都是中子星。

　　脈衝星輻射的能量來自它旋轉的動能，其動能轉換成了光能。

　　所有的物體都有電磁輻射。一個東西只要有溫度，就有黑體輻射。黑體輻射就是光，光就是電磁波。

　　澎湃新聞：怎麼確定這個信號來自這個脈衝星，而非來自其他天體？

　　李菂：脈衝星發出的這些射電信號有很多獨特的特徵。

　　首先，這些信號有一個嚴格的周期性；其次，它有一個色散。星際空間不是完全的真空，其中還有電子，所以，電磁波經過星際空間時，會發生散射。散射的結果是，高頻的信號會先到達地球，低頻的信號會後到。因為光速只有在真空里才是恆定的，有介質后，會有折射率。光就是電磁波。你可以想象到，你聽到的那些電磁波信號，帶著哨聲。其哨聲頻率的變化，可以用來估算這顆天體與地球的距離。

　　還有一個很重要的特徵是，從天上來的信號，如果是從宇宙中的同一個地方發出來的，那麼，它每天發過來的時間是不一樣的。因為地球有自轉，還有公轉（繞著太陽公轉）。這跟來自地球表面的信號不同。

　　澎湃新聞：怎麼對這些脈衝星進行國際驗證呢？

　　李菂：除了FAST，國際上還有很多其他大的射電望遠鏡：50米的，60米的，100米的，300米的等等。如果他們也觀測到，那我們就比較有把握了。

　　比如，這次驗證是通過澳大利亞的一個望遠鏡。我們在北半球，他們在南半球。如果雙方都觀測到了，那麼，基本可以排除這些信號來自某種固定的人造干擾，或者是某種不容易被理解的信號。

　　我們是通過科學合作的方式，向其他的天文台申請時間，請他們獨立觀測，國際射電天文台沒有進行協調。

　　澎湃新聞：需要告訴他們什麼參數呢？

　　李菂：一般告訴他們這個天體的赤經、赤緯、色散、周期，以及粗略估計該天體與地球的距離，有這些參數就可以了。