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FAST望远镜发现大量微弱脉冲星

admin2023-12-12天文科普人已围观

简介近日,国家天文台韩金林研究员带领的科研团队利用FAST望远镜进行银道平面脉冲星巡天,取得重要进展。 他们发现了 201 颗新脉冲星,其中包括一组最微弱的脉冲星,这挑战了当代银河

近日,国家天文台韩金林研究员带领的科研团队利用FAST望远镜进行银道平面脉冲星巡天,取得重要进展。 他们发现了 201 颗新脉冲星,其中包括一组最微弱的脉冲星,这挑战了当代银河系的电子分布模型。 大色散脉冲星、40毫秒脉冲星、16颗脉动双星、一批模变和零消除脉冲星、射电瞬变源等。这一发现正式作为封面文章发表在国内天文学国际期刊《天文学与天体物理学》上研究”(英文缩写RAA),2021年5月20日。

 

  脉冲星是大质量恒星死亡后的遗骸。 它们是宇宙中密度最高、磁场最强、自转速度最快、相对论效应显着的一类令人着迷、奇特的天体。 它们是研究宇宙极端环境下物理定律的理想实验室。 。 它长期以来一直是天文学和物理学的前沿研究领域,涉及引力波探测、广义相对论的精确验证、极端物理条件下的状态方程限制、建立高精度时空基准等重要基础问题。 脉冲星的发现和研究是世界大型射电望远镜的重点科学目标之一,是科学前沿的必争之地。 脉冲星的早期发现以及通过脉冲星双星监测首次对引力波辐射进行物理验证意义重大,以至于他们两次获得诺贝尔物理学奖。 自1968年发现脉冲星以来的50多年来,已发现约3000颗脉冲星,其中毫秒脉冲星超过400颗。

   FAST是目前世界上最灵敏的射电望远镜。 它配备了19波束L波段接收器,使其成为世界上最强大的脉冲星搜索工具。 韩金林团队提出利用FAST进行银面脉冲星快照巡天(GPPS),轮流整合银面区域5分钟,首次实现了银河系大面积系统搜索脉冲星途径进入μJy级别的敏感区域。 FAST观测预计将发现约1000颗新脉冲星,并有望发现具有较高科学价值的特殊类型脉冲星。 2019年,项目组完成观测模式和数据处理实验后,GPPS项目被FAST科学委员会评选为2019年底重大优先观测项目之一。2020年初,GPPS巡天项目正式启动观测。

  截至2021年3月,GPPS共观测了约126平方度的银面面积,占巡天项目总体规划的不到5%,但取得了丰硕的科学成果。 迄今为止,已发现201颗新脉冲星。 与此前最灵敏的美国阿雷西博望远镜PALFA巡天相比,GPPS巡天的灵敏度普遍高出一个数量级左右。 新发现的一批最微弱脉冲星的通量仅为5μJy左右(见图1)。

  在新发现的脉冲星中,一些特殊脉冲星的色散远远超过了目前最佳星系电子密度分布模型(NE2001和YMW16)的预测。 如果使用银河系电子密度模型来估计到脉冲星的距离,这些脉冲星应该位于银河系之外。 考虑到银河系在这些方向上都有星系旋臂,并且它们含有大量的电子气云(图2),很可能银河系中这些云的数量或云中的电子密度被严重低估了。方式模型。 因此,新发现的脉冲星挑战了当前银河系电子密度的通用模型。

   GPPS 巡天的早期结果还发现了 40 毫秒脉冲星,其中至少 14 颗位于近距离双星系统中。 毫无疑问,后续对这些毫秒脉冲星的定时观测可以用来探测来自遥远星系的低频引力波,也可以用来建立脉冲星时空基准。 其中一些脉冲星将非常适合测试重力理论。 这些发现对该领域做出了重大贡献。

  此外,GPPS巡天还发现了大约12颗模式改变或归零脉冲星、1颗旋转射电瞬变(RRAT)以及与超新星遗迹相关的脉冲星。 这些特殊的脉冲星对于脉冲星辐射物理的研究具有重要意义。 GPPS巡天团队还记录并分析了偏振数据,并公布了8颗脉冲星的偏振参数和法拉第自旋速率。 此次巡天的高清敏感数据改善了64颗已知脉冲星的物理参数。

  澳大利亚CSIRO天文与空间科学研究人员、澳大利亚科学院院士RN Manchester教授和美国康奈尔大学JM Cordes教授为RAA论文特邀审稿人。 曼彻斯特教授在RAA新闻与观点专栏中评论道:“到目前为止,GPPS只覆盖了FAST可观测天空区域的一小部分,并发现了201颗以前未知的脉冲星。作为一个处于早期阶段的巡天项目,这个数字非常令人印象深刻。” 40毫秒脉冲星的发现是一项了不起的成就...论文揭示了FAST在脉冲星天文学尤其是脉冲星搜索方面的巨大前景,恭喜作者快速全面地将巡天方法融入到天空中并发表结果发表在参考期刊上。令人沮丧的是,此类论文在该领域相当罕见。” 科德斯教授评论道:“这项巡天可能会导致未来的脉冲星发现,并最终完成对银河系的完整脉冲星巡天……可能迟早,脉冲星-黑洞双星将会被发现……这将大有裨益。”对银河系星际介质的研究……Han 等人论文的读者将会对 FAST 在研究致密天体和基础物理方面的巨大前景感到兴奋。”

  目前,GPPS项目组正在继续努力搜索整个FAST可见银面区域,未来结果可期。

   GPPS项目的进展和结果可以在网页上找到: 。

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