中國天眼（FAST）自2020年1月11日通過國家驗收至今已近兩周年。記者從中科院新聞發布會上獲悉：FAST運行效率和質量不斷提高，年觀測時長超過5300小時，已遠超國際同行預期的工作效率，為FAST科學產出起到重要支撐作用。截至目前，FAST共發現約500顆脈沖星，成為自其運行以來世界上發現脈沖星效率最高的設備。
“原來計劃五年完成的目標，現在已經提前達成了。FAST‘出好成果、出大成果’的階段已經開啟。”FAST運行和發展中心常務副主任、總工程師姜鵬表示。
據介紹，2021年依托FAST，科學家們取得了一批重要科研成果。
FAST中性氫譜線測量星際磁場取得重大進展。中性氫是宇宙中豐度最高的元素，廣泛存在于宇宙的不同時期，是不同尺度物質分布的最佳示蹤物之一。國家天文臺慶道沖、李菂領導的國際合作團隊采用原創的中性氫窄線自吸收方法，利用FAST無與倫比的靈敏度及優良的光路設計，首次獲得原恒星核包層中的高置信度的塞曼效應測量結果，為解決恒星形成三大經典問題之一的“磁通量問題”提供了重要的觀測證據。該成果論文于北京時間2022年1月6日在國際學術期刊《自然》雜志以封面文章形式正式發表。美國伊利諾伊大學教授、國際星際磁場測量領域知名科學家理查德?克魯切爾表示，FAST的觀測提供了有助于了解恒星是如何形成的重要信息，FAST首次揭示了在恒星形成的早期階段，磁壓不足以阻止引力收縮，這與恒星形成的標準理論不一致。這一發現對于理解恒星形成的天體物理過程至關重要，并顯示了 FAST 在解決重大天體物理問題方面的潛力。
獲得迄今最大快速射電暴爆發事件樣本，首次揭示快速射電暴爆發率的完整能譜及其雙峰結構。快速射電暴（FRB）是來自遙遠宇宙深處的神秘信號，關于它的起源是過去十余年里天體物理領域最大的謎團之一。國家天文臺李菂、王培、朱煒瑋領導的國際合作團隊利用FAST對快速射電暴FRB121102進行觀測，在約50天內探測到1652次爆發事件，獲得迄今最大的快速射電暴爆發事件樣本，超過此前本領域所有文章發表的爆發事件總量，首次揭示了快速射電暴爆發率的完整能譜及其雙峰結構，成果論文于2021年10月14日在國際學術期刊《自然》雜志發表。FAST多科學目標巡天已經發現至少6例新FRB，正在為揭示這一宇宙中神秘現象的機制、推進這一天文學全新的領域做出獨特的貢獻。
“銀道面脈沖星快照巡天”項目持續發現毫秒脈沖星。脈沖星是一種高速旋轉的中子星，是恒星爆炸后所形成的天體。研究脈沖星，有助于解答許多重大物理學問題，發現脈沖星是國際大型射電望遠鏡觀測的主要科學目標之一。國家天文臺韓金林領導的FAST重大優先項目“銀道面脈沖星快照巡天”在不到兩年時間，累計觀測了約620個機時，完成了計劃搜尋天區的8%，截至目前，該項目不僅從銀河的星辰大海中探測到原先已知的550顆脈沖星，還新發現了279顆脈沖星，其中65個為毫秒脈沖星，在雙星系統中的有22顆。相關論文于2021年5月在國內學術期刊《天文和天體物理學研究》發表。國際著名學者澳大利亞科學院院士Manchester教授評價“發現這么多脈沖星令人印象深刻”，“發現如此眾多毫秒脈沖星，是一個顯著的成就”。該工作執行1年半所發現的脈沖星數已經超越美國阿雷西博望遠鏡15年的搜尋結果。
開展多波段合作觀測，開啟脈沖星搜索新方向，并打開研究脈沖星電磁輻射機制的新途徑。基于FAST靈敏度國際領先的優勢，將FAST與高能波段的重要空間天文設施費米伽馬射線天文臺大視場望遠鏡（Fermi-LAT）相結合進行天地一體化協同和后隨觀測，具有產生重大科學突破的潛力。國家天文臺李菂、王培領導的國際合作團隊發現了多顆脈沖星，并開展了多波段觀測分析。相關成果于2021年12月在國內學術期刊《中國科學》上以封面及編輯點評文章形式發表。多波段合作觀測不僅開啟了FAST脈沖星搜索新方向，而且打開了研究脈沖星電磁輻射機制的新途徑，為研究中子星星族演化和探測引力波提供更多樣本。
據了解，基于超高靈敏度的明顯優勢，FAST已成為中低頻射電天文領域的觀天利器。未來，將在快速射電暴起源與物理機制、中性氫宇宙研究、脈沖星搜尋與物理研究、脈沖星測時與低頻引力波探測等方向產出深化人類對宇宙認知的科學成果。
除了用于重大科學研究，中科院院士、國家天文臺研究員武向平透露，FAST正在考慮2022年面向全國中小學生開放1%的觀測時間，也就是約50個小時。“關于宇宙探測，關于外來生命的探索，現在的中小學生有很多很多奇思妙想和方法，且超乎我們的想象。我們希望能夠征集到10個好的想法，按照他們的想法，在天文學家的幫助下去觀測，或許會有不一樣的突破。”武向平表示。（經濟日報記者 沈慧）
（責任編輯：張雪）
手機看中經
經濟日報微信
中經網微信
