天眼|姜鹏:“中国天眼”为何能吸引世界瞩目?( 二 )


目前,FAST已经实现跟踪、漂移、运动扫描、编织扫描等,提前完成功能性调试 。在性能调试方面,FAST直径500米,却要实现毫米级精度,难度相当大 。测量基准网的精度已提升至1毫米以内,其中,灵敏度水平是世界第二大望远镜(阿雷西博,已经于2020年12月倒塌)的2.5倍以上,这是中国建造的射电望远镜第一次在灵敏度上占据制高点 。另外,19波束已经完成安装,其意义也非常重大:可将望远镜视场扩大至原来的19倍,大幅提升望远镜巡天效率 。
中新社采访人员:海内外科学家对“中国天眼”的落成启用寄予厚望,它的成果对科学前沿实现重大原创突破、加快创新驱动发展有何意义?
姜鹏:FAST的落成启用将为海内外的科学家提供一个机遇,FAST具有看到别人看不到的空间区域的能力 。例如,目前FAST所发现的脉冲星数量已超过500颗,是同一时期国际上所有其它望远镜发现数量总和的4倍以上 。脉冲星是正在快速旋转的中子星,密度极高,每立方厘米重达上亿吨 。它自转速度很快、自转周期精确,堪称宇宙中最精确的时钟 。因此,基于脉冲星测时研究,不仅有可能建立“宇宙导航系统”,有助于人类在未来实现星际旅行的梦想,还可能发现低频引力波,这将打开天文学观测的新窗口 。
目前,基于FAST高水平研究成果已超百篇,4篇研究成果已经在《自然》(Nature)发表或接收 。目前较有影响力的成果是关于快速射电暴,其提示了磁层在快速射电暴现象中起到的主导作用 。此外,发现的500余颗脉冲星,也是巨大的宝藏,未来我们将持续对它们进行后随观测,以揭开它们更深层的秘密 。
但是我们必须明白,更加重要的科学发现也是需要运气支撑的 。我们扩展了可观测样本的数量,但那里是不是有我们想要找到的奇异天体,例如脉冲星黑洞双星系统或者亚毫秒脉冲星等,甚至我们是否真的能探测到低频引力波,包括对临近星系M31进行观测,能否最终帮助我们理解暗物质的性质,是否能找到第一颗河外射电脉冲星?这些都需要事实来检验 。
对于FAST,我们还在做一些技术方面研究,在原有基础上进一步提升性能,如发展新测量技术、提高频率、发展新接收机技术等来解决一些难题 。在测量技术方面也有一些考虑,如采用微波测距技术代替光学测量系统,以做到全天候高精度测量控制,从而确保FAST稳定运行 。
中新社采访人员:“中国天眼”已对全球科学家开放,目前的申请观测情况如何?未来在加强国内外开放共享等方面有哪些构想?
姜鹏:FAST向世界全面开放,彰显了中国与国际科学界充分合作的理念 。在开放合作中,中国的科学重器将更好地发挥效能,促进重大成果产出,为全人类探索和认识宇宙作出贡献 。
截至目前,国外科学家已有30余份申请约800个机时,已有一半左右的申请机时得到支持 。国外的申请观测主要是探测脉冲星等,基本与国内关注的方向一致,都是基于FAST的基本功能,从研究方向上来说国外申请观测的分布比较正常,具体在观测细节上会有中外差异 。
国内外科学家在FAST使用及观测的科研是一个相互学习的过程 。在FAST的调试阶段,中国的科研团队就已同国外科学家有很多接触,一些著名的研究员也是从国外引进以开展技术交流合作 。可说,FAST的国际交流与合作目前处于一个比较正常和理想的状态 。
国家指导下,FAST正在进行一些国际开放的工作 。随着时间推移,FAST开放程度可能会越来越高,伴随科学家对FAST性能的理解,相信以后国外申请的竞争也会更加激烈 。
天文学本就是一个比较开放的学科,因为它是一个满足人类好奇心的学科,对人类现在的生存条件或者切身利益关联性不大 。FAST的国际合作一直都有,包括现在一些项目研究,也有国外团队在做支撑 。FAST的数据在合作开放后,国外科学家也可以有同等权利对数据进行分析 。

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