银河系 中国天眼发现一大批暗弱脉冲星，“可能迟早会发现脉冲星-黑洞双星”
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近日，中科院国家天文台韩金林研究员领导的科研团队利用中国天眼（FAST）望远镜开展银道面脉冲星巡天，取得重要进展，新发现了201颗脉冲星。这一发现于2021年5月20日作为封面文章正式发表在国内天文学国际期刊《天文和天体物理学研究》上。
【世界上最强大的脉冲星搜寻利器】
脉冲星是大质量恒星死亡后的残骸，是宇宙中密度最高、磁场最强、自转最快、相对论效应显著的一类迷人而又奇异的天体，是研究宇宙极端环境中物理规律的理想实验室。长期以来，脉冲星都是天文和物理的前沿研究领域，涉及引力波探测、精确验证广义相对论、限制极端物理条件下的物态方程、高精度时空基准建立等重要基本问题。脉冲星的发现和研究，是国际上大射电望远镜关键科学目标之一。早年的脉冲星发现，以及脉冲星双星监测对引力波辐射做出的首次物理验证，因其意义重大，还曾斩获过两项诺贝尔物理学奖。自1968年脉冲星发现至今50余年，已发现约3000颗脉冲星，其中约400多颗毫秒脉冲星。
FAST是目前世界上灵敏度最高的射电望远镜，配备的19波束L波段接收机，成为世界上最强大的脉冲星搜寻利器。韩金林团队提出用FAST进行脉冲星快照巡天（GPPS），首次使得银河系大面积脉冲星系统性搜寻进入微央斯基量级的灵敏区域。2020年初GPPS巡天项目正式开启观测，截至2021年3月，共计观测了约126平方度的银道面区域，不到巡天项目总体规划的百分之五，但已取得丰硕的科学成果。
相比之前最灵敏的美国阿雷西博望远镜PALFA巡天，GPPS巡天灵敏度总体而言要高约一个数量级。在新发现的201颗脉冲星中，一部分特殊脉冲星的色散量远远超过目前最好的银河系电子密度分布模型的预计。如果利用银河系电子密度模型估算脉冲星距离，这些脉冲星应该坐落在银河系之外。考虑到银河系在这些方向有银河系的旋臂，它们含有大量电子气体云团，很可能是银河系模型中这些云团的数目或云团里的电子密度被严重低估了。因此新发现的脉冲星对当代通用的银河系电子密度模型提出了挑战。
GPPS巡天早期结果还发现了40颗毫秒脉冲星，其中至少有14颗位于密近双星系统中。后续对这些毫秒脉冲星的测时观测可以用来探测来自遥远星系的低频引力波，还可用于建立脉冲星时间和空间基准，其中一些脉冲星将会成为检验引力理论的绝佳利器，因此这些发现是对该领域的一个显著贡献。
【“让人懊恼的是这样的论文相当少见”】
“到目前为止，GPPS仅覆盖了FAST可观测天区一小部分，已经发现了201颗以前未知的脉冲星。作为一个巡天项目早期阶段，这数目令人印象非常深刻……发现40个毫秒脉冲星，是一个了不起的成就……论文揭示了FAST在脉冲星天文学特别是脉冲星搜寻方面的大好前景……让人懊恼的是这样的论文竟然在该领域相当少见。”澳大利亚科学院院士R N Manchester教授对此发表了评论。
美国康奈尔大学J M Cordes教授评论说：“该巡天可能主导未来脉冲星发现，最终完成完整的银河系脉冲星普查……可能迟早会发现脉冲星-黑洞双星。”
目前，GPPS项目团队正努力搜寻整个FAST可见银道面区域，未来结果可期。（作者 黄海华）
【来源：上海市科学技术委员会】
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