作者：靳文軒
【嵌牛導讀】宇宙從哪里來，將要到哪里去？人類認識宇宙經歷了復雜而崎嶇的過程，直到上世紀中葉，“大爆炸宇宙論”才逐漸主宰大多數人的宇宙觀。但要真正回溯原初宇宙，天文學還有眾多謎團有待發現和解答。
【嵌牛鼻子】中國天眼、FAST、脈沖星，外星人、中性氫探測
【嵌牛提問】FAST是什么，有什么用，目前研究進展，今后20年內能取得什么成就，對外星人的探測是不是更近了一步？
【嵌牛正文】
10月，中國科學院國家天文臺宣布，500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）經過一年緊張調試，已實現指向、跟蹤、漂移掃描等多種觀測模式的順利運行，并確認多顆新發現的脈沖星。
上世紀末，中國天文學家提出獨立研制一臺新型的喀斯特單元，即500米口徑球面射電天文望遠鏡。這個中國人對回溯原初宇宙的響應，后來成了人們熟知的“中國天眼”。
一、天眼”發現脈沖星首獲確認
9月10日，從澳大利亞帕克斯望遠鏡上傳回令人振奮的消息，“天眼”于8月22日和8月25日在南天銀道面掃描到的兩顆脈沖星候選體得到確認，這是中國人利用自主研制的天文望遠鏡發現的第一批脈沖星。
“天眼”在設計之初并沒有明確的科學目標，但當這臺世界最大的單口徑射電望遠鏡落成后，巡視宇宙中的中性氫、觀測脈沖星、主導國際低頻甚長基線干涉測量網、探測星際分子、搜索可能的星際通訊信號都成為它擅長的領域。
2017年8月，“天眼”成功實現了指向、跟蹤、漂移掃描等多種觀測模式的順利運行。
“天眼”工程副總工程師、中科院國家天文臺射電天文研究部首席科學家李菂領銜的團隊，在短短一個月內就通過漂移掃描發現了數十個優質脈沖星候選體，但仍處于調試期的“天眼”不具備認證脈沖星的資格，直至“天眼”發現的兩顆脈沖星候選體在今年9月得到澳大利亞帕克斯望遠鏡的確認。
二、天眼”可以“尋找外星人”？
看似調試期間的偶然發現，其實有著必然性。自2015年起，“天眼”團隊就與貴州師范大學合作，聯合搭建早期科學數據中心，開展在脈沖星觀測領域很少被運用的漂移掃描，并研發了創新脈沖星搜索數據庫。
澳大利亞科學及工業研究院帕克斯望遠鏡科學主管喬治·霍布斯說，已知的脈沖星約有一半是帕克斯望遠鏡發現的，但現在想利用帕克斯發現新脈沖星太難了。實際上，“天眼”發現的脈沖星候選體拿到其他射電望遠鏡上，有很大一部分是無法得到確認的，因為其他射電望遠鏡根本看不見。
脈沖星是宇宙中除了黑洞以外密度最高的天體，每個立方厘米的質量相當于地球上的一億噸。脈沖星的磁場達到萬億高斯，比地球磁場高萬億倍。有的脈沖星每秒旋轉能達到數千次，且發射極其穩定的脈沖，是宇宙中最精確的時鐘。
因為脈沖星的這些特性，它被科學家們譽為理想的天體物理實驗室，通過對其在地面實驗室無法實現的超高密度、超高磁場等極端物理性質的研究，有望不斷延伸人類的宏觀和微觀視野。
至今，人類發現了2700余顆脈沖星，它們都位于銀河系內。但科學家們相信，受制于射電望遠鏡的靈敏度，這只是冰山一角。由于發現脈沖星越來越困難，脈沖星計時陣、脈沖星導航等相關應用研究也進入瓶頸期。
“天眼”的靈敏度是此前最強的美國阿雷西博望遠鏡的2倍。科學家們預計，它能使人類發現的脈沖星增加1至2倍。這意味著“天眼”可提供大量新的研究樣本，并有望發現更多暗弱、新型的脈沖星，以及發現更多守時精準的毫秒脈沖星，對脈沖星計時陣探測引力波做出貢獻。
三、有望發現河外星系脈沖星
河外星系脈沖星是“天眼”有望取得突破的領域之一。目前，中國科學家已經開始掃描M31仙女星系。仙女星系距離地球254萬光年，是距離銀河系最近的大星系，在數十億年后可能會與銀河系相撞。
254萬光年，比“天眼”已發現的脈沖星還要遙遠上百倍。把望遠鏡瞄準這么遙遠的距離是需要一點運氣的，但這更體現了中國科學家在宇宙探索中敢為人先的勇氣。一旦發現河外星系脈沖星，將大大推動星際間介質及暗物質暈結構的相關研究。
除了主要由恒星組成的星系，宇宙中還有很多氣體星系是光學望遠鏡看不見的。“天眼”把人類的中性氫探測能力提高了10倍，有望發現更多氣體星系，也有望發現新的星際分子。為此，中外科學家正聯合研制一臺迄今最先進的19波束饋源接收機，以拓展“天眼”的觀測目標。
“天眼”未來將會很忙，因為國內外天文學乃至相關科學領軍人才都會聚集到這里。在可以預期的10年到20年內，“天眼”不僅將保持世界一流望遠鏡的地位，也將成為人類天文發現的催化器和天文人才的集聚器。
