自2016年落成以來，“中國天眼”FAST不斷刷新發(fā)現(xiàn)，把人類對宇宙的認知一次次推向新高度。它不僅是一臺射電望遠鏡，也是一把打開宇宙未知之門的鑰匙。

近日，中國科學院國家天文臺副臺長、“中國天眼”總工程師姜鵬在國家科技傳播中心學術(shù)發(fā)展講堂上表示，截至目前，F(xiàn)AST已經(jīng)產(chǎn)出了大量具有國際影響力的科學成果。比較典型的，是發(fā)現(xiàn)軌道周期僅53分鐘的迄今最短周期脈沖星雙星系統(tǒng)PSR J1953+1844（M71E）。這一發(fā)現(xiàn)的最大科學意義在于它恰好處于“紅背”向“黑寡婦”演化的臨界狀態(tài)。

如果兩顆星的距離很近，脈沖星會吞掉身旁這顆恒星的物質(zhì)，并使自身越轉(zhuǎn)越快。因恒星初始質(zhì)量較大，隨著脈沖星蠶食恒星，兩顆星的距離越來越近，相互繞轉(zhuǎn)速度也越來越快；隨著雙星系統(tǒng)演化，恒星被大量蠶食后質(zhì)量變小，脈沖星難以繼續(xù)吸積并把恒星推開，其相互繞轉(zhuǎn)的速度也就變慢。這種行為類似自然界中雌蜘蛛吞食雄蜘蛛供養(yǎng)自身的行為，因此天文學家以兩種蜘蛛的名字“紅背”與“黑寡婦”來命名這類天體，統(tǒng)稱為蜘蛛類脈沖星。

從“紅背”到“黑寡婦”脈沖星-恒星系統(tǒng)的演化過程可長達數(shù)億年。此前天文學界僅探測到分別處于“紅背”與“黑寡婦”狀態(tài)的系統(tǒng)，但并未發(fā)現(xiàn)這二者演化的中間狀態(tài)。原因是在此階段的脈沖星軌道周期非常短、兩顆星的距離非常近，對觀測提出了極大挑戰(zhàn)。因此，蜘蛛類脈沖星從“紅背”向“黑寡婦”系統(tǒng)的演化理論尚未完全證實。

借助“中國天眼”FAST的超高靈敏度和極強探測能力，這一演化路徑得到證實。這個發(fā)現(xiàn)捕捉到了雙星演化的關(guān)鍵時刻，為雙星演化理論補上了曾經(jīng)缺失的最關(guān)鍵一環(huán)。科研人員還利用FAST首次獲得納赫茲引力波存在的關(guān)鍵證據(jù)。納赫茲引力波是1983年就曾被科學家預言存在的物理現(xiàn)象，此后全世界成立了數(shù)個引力波探測組織，想要證實這個預言?？蒲腥藛T對“中國天眼”收集的時間跨度達3年5個月的數(shù)據(jù)進行分析研究，在4.6西格瑪置信度水平（誤報率小于五十萬分之一）上發(fā)現(xiàn)了具有納赫茲引力波特征的四極相關(guān)信號的證據(jù)。在天文學界，只有置信度達到5西格瑪，才能被認定為確鑿的科學發(fā)現(xiàn)，出錯概率不到百萬分之一。目前，F(xiàn)AST團隊是全世界最接近5西格瑪?shù)膱F隊，非常有希望在全球第一個實現(xiàn)納赫茲引力波的確定性探測。

未來，F(xiàn)AST將在周邊建設(shè)64臺40米口徑的中型天線，組成以FAST為中心的綜合孔徑望遠鏡陣列，同步提升FAST的分辨率和靈敏度。所有天線與FAST之間采用光纖直連，天線接收的信號通過高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)匯聚到數(shù)據(jù)相關(guān)中心，通過數(shù)據(jù)相關(guān)中心集群，可以實時處理超過2000路的基線數(shù)據(jù)，再利用研發(fā)的FAST多波束和單波束混合視場匹配綜合孔徑技術(shù)，實現(xiàn)對天體的高分辨率成像，補齊FAST的短板。目前，這一工程已經(jīng)啟動，回望來時路，姜鵬十分感慨。開工之后，他第一次到塵土飛揚的施工現(xiàn)場時，覺得命運好似輪回，時隔多年，他們又回到了最初奮斗的起點，希望這一次依然能夢想成真。