原標(biāo)題：參考睿評(píng)|中國(guó)“天眼”出手，找到“外星人”還會(huì)遠(yuǎn)嗎？

上個(gè)月，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)宣布，500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）經(jīng)過一年緊張調(diào)試，已實(shí)現(xiàn)指向、跟蹤、漂移掃描等多種觀測(cè)模式的順利運(yùn)行，并確認(rèn)多顆新發(fā)現(xiàn)脈沖星。

宇宙從哪里來，將要到哪里去？人類認(rèn)識(shí)宇宙經(jīng)歷了復(fù)雜而崎嶇的過程，直到上世紀(jì)中葉，“大爆炸宇宙論”才逐漸主宰大多數(shù)人的宇宙觀。但要真正回溯原初宇宙，天文學(xué)還有眾多謎團(tuán)有待發(fā)現(xiàn)和解答。

上世紀(jì)末，中國(guó)天文學(xué)家提出獨(dú)立研制一臺(tái)新型的喀斯特單元，即500米口徑球面射電天文望遠(yuǎn)鏡。這個(gè)中國(guó)人對(duì)回溯原初宇宙的響應(yīng)，后來成了人們熟知的“中國(guó)天眼”。

“天眼”發(fā)現(xiàn)脈沖星首獲確認(rèn)

9月10日，從澳大利亞帕克斯望遠(yuǎn)鏡上傳回令人振奮的消息，“天眼”于8月22日和8月25日在南天銀道面掃描到的兩顆脈沖星候選體得到確認(rèn)，這是中國(guó)人利用自主研制的天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的第一批脈沖星。

從預(yù)研究到建成，歷時(shí)22年，中國(guó)科技工作者克服了關(guān)鍵技術(shù)無先例可循、關(guān)鍵材料急需攻關(guān)、核心技術(shù)遭遇封鎖等困難，把一臺(tái)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)均無先例可循的可變反射面射電望遠(yuǎn)鏡從圖紙變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，在望遠(yuǎn)鏡口徑、靈敏度、分辨率、巡星速度等關(guān)鍵指標(biāo)上全面超越國(guó)際先進(jìn)水平。

“天眼”在設(shè)計(jì)之初并沒有明確的科學(xué)目標(biāo)，但當(dāng)這臺(tái)世界最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡落成后，巡視宇宙中的中性氫、觀測(cè)脈沖星、主導(dǎo)國(guó)際低頻甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量網(wǎng)、探測(cè)星際分子、搜索可能的星際通訊信號(hào)都成為它擅長(zhǎng)的領(lǐng)域。

2017年8月，“天眼”成功實(shí)現(xiàn)了指向、跟蹤、漂移掃描等多種觀測(cè)模式的順利運(yùn)行。“天眼”工程副總工程師、中科院國(guó)家天文臺(tái)射電天文研究部首席科學(xué)家李菂領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)，在短短一個(gè)月內(nèi)就通過漂移掃描發(fā)現(xiàn)了數(shù)十個(gè)優(yōu)質(zhì)脈沖星候選體，但仍處于調(diào)試期的“天眼”不具備認(rèn)證脈沖星的資格，直至“天眼”發(fā)現(xiàn)的兩顆脈沖星候選體在今年9月得到澳大利亞帕克斯望遠(yuǎn)鏡的確認(rèn)。

中科院國(guó)家天文臺(tái)10月10日宣布，“中國(guó)天眼”發(fā)現(xiàn)2顆新脈沖星，距離地球分別約4100光年和1.6萬光年。

“天眼”可以“尋找外星人”？

看似調(diào)試期間的偶然發(fā)現(xiàn)，其實(shí)有著必然性。自2015年起，“天眼”團(tuán)隊(duì)就與貴州師范大學(xué)合作，聯(lián)合搭建早期科學(xué)數(shù)據(jù)中心，開展在脈沖星觀測(cè)領(lǐng)域很少被運(yùn)用的漂移掃描，并研發(fā)了創(chuàng)新脈沖星搜索數(shù)據(jù)庫。

澳大利亞科學(xué)及工業(yè)研究院帕克斯望遠(yuǎn)鏡科學(xué)主管喬治·霍布斯說，已知的脈沖星約有一半是帕克斯望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的，但現(xiàn)在想利用帕克斯發(fā)現(xiàn)新脈沖星太難了。實(shí)際上，“天眼”發(fā)現(xiàn)的脈沖星候選體拿到其他射電望遠(yuǎn)鏡上，有很大一部分是無法得到確認(rèn)的，因?yàn)槠渌潆娡h(yuǎn)鏡根本看不見。

脈沖星是宇宙中除了黑洞以外密度最高的天體，每個(gè)立方厘米的質(zhì)量相當(dāng)于地球上的一億噸。脈沖星的磁場(chǎng)達(dá)到萬億高斯，比地球磁場(chǎng)高萬億倍。有的脈沖星每秒旋轉(zhuǎn)能達(dá)到數(shù)千次，且發(fā)射極其穩(wěn)定的脈沖，是宇宙中最精確的時(shí)鐘。

因?yàn)槊}沖星的這些特性，它被科學(xué)家們譽(yù)為理想的天體物理實(shí)驗(yàn)室，通過對(duì)其在地面實(shí)驗(yàn)室無法實(shí)現(xiàn)的超高密度、超高磁場(chǎng)等極端物理性質(zhì)的研究，有望不斷延伸人類的宏觀和微觀視野。

至今，人類發(fā)現(xiàn)了2700余顆脈沖星，它們都位于銀河系內(nèi)。但科學(xué)家們相信，受制于射電望遠(yuǎn)鏡的靈敏度，這只是冰山一角。由于發(fā)現(xiàn)脈沖星越來越困難，脈沖星計(jì)時(shí)陣、脈沖星導(dǎo)航等相關(guān)應(yīng)用研究也進(jìn)入瓶頸期。

“天眼”的靈敏度是此前最強(qiáng)的美國(guó)阿雷西博望遠(yuǎn)鏡的2倍?？茖W(xué)家們預(yù)計(jì)，它能使人類發(fā)現(xiàn)的脈沖星增加1至2倍。這意味著“天眼”可提供大量新的研究樣本，并有望發(fā)現(xiàn)更多暗弱、新型的脈沖星，以及發(fā)現(xiàn)更多守時(shí)精準(zhǔn)的毫秒脈沖星，對(duì)脈沖星計(jì)時(shí)陣探測(cè)引力波做出貢獻(xiàn)。

“天眼”甚至還能“監(jiān)聽”宇宙中可能存在的外星文明發(fā)出的無線電波。用霍布斯的話說，帕克斯望遠(yuǎn)鏡目前有20%的時(shí)間分配給了“尋找外星人”，但仍一無所獲，中國(guó)“天眼”看得更遠(yuǎn)，說不定將來會(huì)有令人振奮的消息。

有望發(fā)現(xiàn)河外星系脈沖星

河外星系脈沖星是“天眼”有望取得突破的領(lǐng)域之一。目前，中國(guó)科學(xué)家已經(jīng)開始掃描M31仙女星系。仙女星系距離地球254萬光年，是距離銀河系最近的大星系，在數(shù)十億年后可能會(huì)與銀河系相撞。

254萬光年，比“天眼”已發(fā)現(xiàn)的脈沖星還要遙遠(yuǎn)上百倍。把望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)這么遙遠(yuǎn)的距離是需要一點(diǎn)運(yùn)氣的，但這更體現(xiàn)了中國(guó)科學(xué)家在宇宙探索中敢為人先的勇氣。一旦發(fā)現(xiàn)河外星系脈沖星，將大大推動(dòng)星際間介質(zhì)及暗物質(zhì)暈結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究。

“天眼”還被寄予希望發(fā)現(xiàn)脈沖星與黑洞組成的雙星系統(tǒng)，以利用脈沖星研究黑洞周圍的時(shí)空。此外，宇宙中最普遍的元素是氫，通過“天眼”觀測(cè)宇宙中不同距離不同方向的中性氫1.4GHz譜線，能更好地解答“宇宙從哪里來，將要到哪里去”。

除了主要由恒星組成的星系，宇宙中還有很多氣體星系是光學(xué)望遠(yuǎn)鏡看不見的。“天眼”把人類的中性氫探測(cè)能力提高了10倍，有望發(fā)現(xiàn)更多氣體星系，也有望發(fā)現(xiàn)新的星際分子。為此，中外科學(xué)家正聯(lián)合研制一臺(tái)迄今最先進(jìn)的19波束饋源接收機(jī)，以拓展“天眼”的觀測(cè)目標(biāo)。

“天眼”未來將會(huì)很忙，因?yàn)閲?guó)內(nèi)外天文學(xué)乃至相關(guān)科學(xué)領(lǐng)軍人才都會(huì)聚集到這里。在可以預(yù)期的10年到20年內(nèi)，“天眼”不僅將保持世界一流望遠(yuǎn)鏡的地位，也將成為人類天文發(fā)現(xiàn)的催化器和天文人才的集聚器。（齊?。?/p>

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