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中國天眼FAST“追星人”:我們的徵途是星辰大海
2018-01-26 08:33:51 來源: 央視新聞客戶端
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  原標題:中國天眼“FAST”背後的年輕“追星人”:我們的徵途是星辰大海

  説到天文學家,也許我們腦海裏會浮現出一些舉著望遠鏡仰望著星空,充滿神秘氣息的形象,可在中科院國家天文臺,有這樣一群年輕人,他們總是繞著一口“大鍋”轉悠。這口大鍋就是FAST,全稱500米口徑球面射電望遠鏡,也被譽為“中國天眼”。如果説光學望遠鏡是在看的話,那射電望遠鏡更像是在聽:豎著耳朵,靜候佳音。作為世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡,建成試運行一年多來,已經有9顆脈衝星被它發現並認證,而這群年輕的天文工作者,就是用“天眼”追星星的人。

  這是一段用脈衝星信號映射的聲音制作出來的音樂。國家天文臺的研究人員將兩顆脈衝星的自轉周期放慢了80倍,把脈衝星的信號振幅轉換成了聲音的強度,就連裏面的打擊樂、鼓聲都來自于脈衝星的頻率。

  潘之辰第一次聽到這段聲音的時候還在上學,他一直期盼著什麼時候自己也能發現一顆脈衝星,好仔細聽一聽來自外太空的夢幻之音,去年8月,他終于聽見了,自己苦苦搜尋的脈衝星密語。

  國家天文臺助理研究員 潘之辰:你如果聽到它就是這樣,超級難聽,第一反應就是怎麼是這樣的聲音,但是再往後你就想,認了,反正都是自己發現的。

  理想很豐富,現實有點單調。作為一個從小就立志尋找外星人的天文愛好者,潘之辰2011年電子係畢業後考上了天文學的研究生,高高興興念完了博士,在國家天文臺譜線研究的凳子上還沒坐熱,就被拎去對著電腦找星星,電腦的另一頭,連著一個巨大的望遠鏡。

  FAST,全稱500米口徑球面射電望遠鏡,這麼大的一口“鍋”可以實時調整它的反射面,不差分毫地將信號反射到一點,匯聚、探測那些宇宙深處微弱的無線電信號。不過現在FAST還處于調試期,但接收低頻電磁波已經可以很精準了,這時候,發射低頻波的脈衝星就成了觀測的主要目標。因為自轉周期非常穩定,脈衝星準確的時鐘信號可以作為引力波探測、甚至星際導航的理想工具。

  國家天文臺助理研究員 錢磊:哪兒有一顆恒星,哪兒會有高能粒子的輻射,哪個地方是比較危險的,脈衝星就可以用來作為導航,如果我們的徵途是星辰大海,我們要往地球之外去的時候,那麼我們就需要知道天體在我們周圍的分布,這樣的話我們才會有一張在星際空間航行的航海圖。

  不僅如此,脈衝星還是理想的天體物理實驗室,它一邊飛速自轉,一邊有節奏地彈出脈衝,就像是一個旋轉的燈塔,當燈塔的光掃過地球的時候,地球就可以接收到一次信號。FAST現在一秒鐘採樣5000次,這些數據上傳到服務器,往往一個晚上,擺在潘之辰和同事面前的就是十幾TB的數據和三萬多張信號圖表。他們要運用大數據模型進行分析,來尋找存在脈衝星特徵的候選體。

  國家天文臺助理研究員 潘之辰:一天能看一萬多張,但這個也就是人的極限了,盯著屏幕,很使勁地看,大力出奇跡。

  FAST不同于大家之前接觸的傳統望遠鏡,沒有任何成熟的經驗可供參考。剛開始,對于它找出的脈衝星信號特徵是什麼樣的,誰也不知道,誰也不敢亂篩,所以大家只能硬看。潘之辰到哪兒都背著個電腦,隔壁辦公室的錢磊陪愛人産檢時,也蹲在外面看圖。去年八月,錢磊在産房外刷著圖,突然他發現了一個非常明顯的信號,一條黑線漸入又淡出,就像是星星從他眼前一閃而過。

  國家天文臺助理研究員 錢磊:那顆脈衝星(信號)太強了,我一眼就能看到它肯定是脈衝星,只是説我不知道它是已知的脈衝星,還是未知的脈衝星。

  錢磊趕緊給潘之辰打電話,以防萬一,他們用德國的射電望遠鏡聯合觀測,最終確認這就是一顆從未被發現的脈衝星,那條淡淡的黑線,是來自0.7萬光年以外它的聲音。

  整個地球所接收到的 來自宇宙的無線電信號能量加起來也翻不動一頁書,但那些來自外太空的呢喃,因為FAST開始被傾聽、被捕捉。它屹立著,遙望著,如同總工程師南仁東先生寫下的那樣:“感官安寧、萬籟無聲,美麗的宇宙太空,以它的神秘和絢麗,召喚我們踏過平庸,進入它無垠的廣袤。”

  國家天文臺助理研究員 潘之辰:南(仁東)老師他在九幾年,那時候我還在讀小學,甚至還在讀幼兒園的時候,就開始考慮望遠鏡的事情,到這麼多年最終我們把望遠鏡建在這了,然後我現在可以享用這個數據,現在有這樣大的望遠鏡,我們需要把它先用好,而需要用好,就光這一句話,我想對我們已經是很重的事情了。

  FAST建成試運行一年多來,9顆脈衝星已被發現並認證,潘之辰用自己寫的腳本找到了已經超過了一半。錢磊寫出了計算望遠鏡指向的程序,並和同事們生成了FAST反射面板的30年變形軌跡。截至目前,FAST已經積累了超過1500小時的試觀測時長,每一次掃描,科研人員們不僅需要重新設計軟件,還要迅速處理海量數據,一晚也不能耽擱。潘之辰説FAST已經成了他最親密的夥伴,每天一早打開電腦看它發來的訊息,就像在和自己分享昨晚看星星的體驗。

  記者:美嗎?

  國家天文臺助理研究員 潘之辰:何止美啊,這簡直就是一個有生命的東西,它有時候會跟我説,哪裏可能有一個新的信號,可能是脈衝星,哪天可能它跟我説,幹擾多了,你們得想辦法了,通過調整望遠鏡,其實就是某種和宇宙對話的方式,知道宇宙跟我們説什麼。

  潘之辰總説自己是幸運的,他們這群平均年齡不到三十歲的科研工作者,可以擁有這樣夢寐以求的望遠鏡來追尋自己的天文理想。而在這個大家夥靜靜仰望的另一端,究竟會不會有另一位朋友,也在努力向我們招手,傳遞好奇的訊息?

  國家天文臺助理研究員 潘之辰:人類在宇宙中,到底是只有我們,還是説我們有朝一日可以看到跟我們類似的生命,甚至是智慧生命,誰都不好説,對于科學來説,既然你不能證明它沒有,那你就可以試圖想象它如果有是什麼樣子,而現在我自己,或許也可以開始搜索答案了。

  國家天文臺:中國“天眼”已具備係統發現脈衝星的能力

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【糾錯】 責任編輯: 王頔
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