中國(guó)天眼FAST“首秀”前后

　　幾乎沒(méi)有懸念,，“中國(guó)天眼”FAST的成果“首秀”,，又一次讓中國(guó)科學(xué)界站到全世界面前。10月10日,，F(xiàn)AST團(tuán)隊(duì)攜脈沖星發(fā)現(xiàn)的成果甫一亮相,，就引來(lái)國(guó)內(nèi)外注目,，享譽(yù)世界的澳大利亞帕克斯射電望遠(yuǎn)鏡的科學(xué)主管喬治·霍布斯評(píng)價(jià)：這是國(guó)際天文學(xué)界目前最令人激動(dòng)的事件之一。

　　但鮮為人知的是,，直到FAST“首秀”的前夜,，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)的科學(xué)家還在爭(zhēng)取更多的新脈沖星通過(guò)國(guó)際系統(tǒng)認(rèn)證。彼時(shí),，這個(gè)位于中國(guó)貴州的全球最靈敏的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡,，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了6顆新脈沖星，其中最早一批認(rèn)證的有兩顆,。

　　即便如此,，在次日的新聞發(fā)布會(huì)上，國(guó)家天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)嚴(yán)俊仍只介紹那兩顆最早認(rèn)證的脈沖星,。他說(shuō),，F(xiàn)AST已經(jīng)探測(cè)到數(shù)十個(gè)優(yōu)質(zhì)脈沖星候選體，但望遠(yuǎn)鏡目前還處在調(diào)試期,，慎重起見(jiàn),，科學(xué)家希望在得到國(guó)外望遠(yuǎn)鏡“百分之百的確認(rèn)”后，再做更多公布,。

　　當(dāng)然,，諸如此類看似插曲的故事，早已淹沒(méi)在“聽(tīng),！1.6萬(wàn)光年外的脈沖信號(hào)”“中國(guó)射電望遠(yuǎn)鏡首次發(fā)現(xiàn)新脈沖星”等頗具爆炸性的成果報(bào)道里,。但對(duì)每一位參與其中的科學(xué)家而言，只有加上這些細(xì)節(jié),，“中國(guó)天眼”的“首秀”才是完整的,。

　　就如同在“首秀”這個(gè)最值得歡愉的時(shí)刻,，他們也沒(méi)有忘記FAST項(xiàng)目的最初發(fā)起者、首席科學(xué)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(huì)開(kāi)始前，主持人臨時(shí)增加了一項(xiàng)議程：請(qǐng)全體起立,，為南仁東先生默哀一分鐘,。

　　一周前：確認(rèn)新增多個(gè)成果，原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)時(shí)代開(kāi)啟

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

　　“嘟嗚嘟——嘟嗚嘟——”

　　“嘟——嘟——”

　　現(xiàn)場(chǎng)不管是科學(xué)家,，還是媒體工作者，都豎起耳朵,，仔細(xì)聆聽(tīng)這分別來(lái)自1.6萬(wàn)光年外和4100光年外的脈沖信號(hào),。

　　國(guó)家天文臺(tái)研究員、FAST工程副總工程師李菂說(shuō)它們：一個(gè)像小孩的心跳,，緩慢而微弱,；一個(gè)像是成年人的心跳，短促而有力,。

　　就是這兩個(gè)聲音,，讓中國(guó)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)“零的突破”：我國(guó)自主設(shè)計(jì)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(cè)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(hào)而得名。這種脈沖信號(hào),，就好比轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)，一度被誤以為是外星人尋找宇宙知音的信號(hào),。

　　李菂說(shuō),，脈沖星自轉(zhuǎn)速度也異常快,、自轉(zhuǎn)周期精確,，被稱作宇宙中最精準(zhǔn)的天文時(shí)鐘。這種特性讓脈沖星擁有在地面實(shí)驗(yàn)室無(wú)法實(shí)現(xiàn)的極端物理性質(zhì),，是理想的天體物理實(shí)驗(yàn)室,，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)也兩度授予了脈沖星的相關(guān)發(fā)現(xiàn)。

　　不過(guò),，由于脈沖星信號(hào)微弱,，易被人造電磁干擾淹沒(méi),，目前只能觀測(cè)到一小部分。李菂說(shuō),，作為全球目前唯一工作頻段完整覆蓋300MHz～3GHz的射電望遠(yuǎn)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(gè)脈沖,。

　　這樣的說(shuō)法也得到了喬治·霍布斯的認(rèn)可，他說(shuō)自己對(duì)FAST未來(lái)的科研產(chǎn)出“充滿期待”,。一個(gè)有必要說(shuō)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(fù)責(zé)的澳大利亞帕克斯射電望遠(yuǎn)鏡所發(fā)現(xiàn),。

　　李菂說(shuō),，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(wàn)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(shuō),，F(xiàn)AST通過(guò)“漂移掃描”,，同時(shí)對(duì)中性氫、脈沖星,、銀河系結(jié)構(gòu)和分子譜線等多科學(xué)目標(biāo)進(jìn)行同時(shí)掃描的巡天觀測(cè),，是世界上其他望遠(yuǎn)鏡從未實(shí)現(xiàn)過(guò)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(guò)去的國(guó)慶假期,，最新發(fā)現(xiàn)的這些脈沖星,，也都通過(guò)了國(guó)際認(rèn)證。

　　“系統(tǒng)的科學(xué)產(chǎn)出已經(jīng)開(kāi)始,！”李菂說(shuō),，F(xiàn)AST正在開(kāi)啟中國(guó)射電波段大科學(xué)裝置系統(tǒng)產(chǎn)生原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)的“激越”時(shí)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(shí)間點(diǎn)，還處于FAST望遠(yuǎn)鏡的“調(diào)試初期”,。接下來(lái),，F(xiàn)AST還將進(jìn)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(chǎng),，就已斬殺敵人拿下一役,。

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

　　25天前,，南仁東離開(kāi)人世,，享年72歲。在后來(lái)國(guó)家天文臺(tái)舉行的南仁東事跡報(bào)告會(huì)上,，與會(huì)的科學(xué)家表達(dá)了一個(gè)共同的遺憾：沒(méi)能等到FAST煥發(fā)光彩,，南先生卻已駕鶴西去。

　　南仁東的學(xué)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(shuō)過(guò)，“人活著還是要做一點(diǎn)事”,。

　　而建成FAST,，就是他所說(shuō)的“一點(diǎn)事”。他一做就是20多年,。

　　如今,，南仁東主導(dǎo)締造的FAST，終于睜開(kāi)“銳眼”,，望向蒼穹,。

　　FAST的這次“首秀”，或許就是對(duì)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(biāo)信號(hào)

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

　　國(guó)家天文臺(tái)研究員,、FAST工程副經(jīng)理彭勃說(shuō),，國(guó)外同類大型射電望遠(yuǎn)鏡建成后一般需要3～5年的調(diào)試，而“中國(guó)天眼”調(diào)試了一年就獲得了初步成果，進(jìn)展超過(guò)預(yù)期及大型同類設(shè)備的國(guó)際慣例,。

　　而就FAST本身而言,，其調(diào)試工作難度也“堪稱巨大”。嚴(yán)俊說(shuō),，整個(gè)調(diào)試涉及測(cè)量,、控制、力學(xué),、電子學(xué),、天文學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域，而且對(duì)中國(guó)科學(xué)家來(lái)說(shuō),，F(xiàn)AST工作模式有別于之前接觸過(guò)的傳統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡,，沒(méi)有任何成熟的經(jīng)驗(yàn)可供參考。

　　FAST如今成了貴州一景,，科學(xué)觀測(cè)是否會(huì)受到游客的手機(jī)干擾,？

　　姜鵬告訴記者，科學(xué)家團(tuán)隊(duì)看到當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展也很高興,，同時(shí)也相信望遠(yuǎn)鏡的科學(xué)產(chǎn)出會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)當(dāng)?shù)氐穆糜萎a(chǎn)業(yè),，這將是雙贏的局面。當(dāng)?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(yuǎn)鏡探測(cè)的行為”的政策,。

　　不過(guò)他也提到，由于望遠(yuǎn)鏡本身設(shè)備在電磁屏蔽技術(shù)上還沒(méi)有完全做到位,，相應(yīng)的干擾現(xiàn)象還是存在,，接下來(lái)將會(huì)加強(qiáng)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(cè)時(shí)長(zhǎng),，促進(jìn)更多、更好的科學(xué)產(chǎn)出,�,！彼�說(shuō)。

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

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

　　嚴(yán)俊透露，本年度的試觀測(cè)計(jì)劃是500個(gè)小時(shí),，截至目前,，F(xiàn)AST已經(jīng)積累了700個(gè)小時(shí)的試觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)，已提前超額完成了本年度的試觀測(cè)任務(wù),。

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

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

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

　　對(duì)此,，李菂并不回避，他說(shuō),，星外文明的搜索是一個(gè)嚴(yán)肅的科學(xué)目標(biāo),，不過(guò)FAST目前正處在調(diào)試期，尚未開(kāi)展類似研究,。

　　“過(guò)來(lái)人”喬治·霍布斯介紹,，帕克斯望遠(yuǎn)鏡目前有20%的時(shí)間分配給了“尋找外星人”，不過(guò)截至目前,，仍一無(wú)所獲,。

　　至于“中國(guó)天眼”，喬治·霍布斯說(shuō),，“它看得更遠(yuǎn)”,。