"天眼"FAST首次發現毫秒脈沖星 引力波探測再添可能

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圖為新發現的毫秒脈沖星PSR J0318+0253位置和積分脈沖輪廓 中科院供圖

新華網北京4月28日電（王瑩）記者從中國科學院國家天文台獲悉，“天眼”FAST（500米口徑球面射電望遠鏡）首次發現毫秒脈沖星並於近日得到國際認證，這是FAST繼發現脈沖星之後的另一重要成果。

新發現的脈沖星J0318+0253自轉周期5.19毫秒，根據色散估算距離地球約4000光年，由FAST使用超寬帶接收機進行一小時跟蹤觀測發現，是至今發現的射電流量最弱的高能毫秒脈沖星之一。

據科研人員介紹，通過跟蹤伽馬射線點源3FGL J0318.1+0252，FAST於2月27日首次發現這顆毫秒脈沖星，並通過FAST與費米伽馬射線衛星大視場望遠鏡（Fermi-LAT）的國際合作認證了此次新發現。

記者了解到，從射電波段對Fermi-LAT未認證點源進行高靈敏度後隨觀測，確認高能源屬性，是發現新脈沖星的有效途徑之一。此前，國際大型射電天文台曾對其進行過多次脈沖星搜索，如美國Arecibo望遠鏡在2013年6月開展的三次定點觀測，都未探測到。

此次通過對Fermi-LAT伽馬射線數據的後隨計時分析證實J0318+0253為孤立毫秒脈沖星，並提高位置精度至亞角秒量級。這是FAST–Fermi-LAT合作組的首個成果。雙方將繼續合作研究，並開展多波段觀測分析。

此次發現有何重大意義？科研人員解釋，毫秒脈沖星是每秒自轉上百次的特殊中子星，對其研究不僅有望對理解中子星演化、奇異物質狀態起到重要作用，而且穩定的毫秒脈沖星是低頻引力波探針。

脈沖星搜索是進行引力波探測研究的基礎，脈沖星計時陣是觀測超大質量雙黑洞發出的引力波最有效的方法。

脈沖星計時陣依賴數十顆計時性質良好的毫秒脈沖星，其樣本的擴大、性能的提高起始於脈沖星搜索。此次FAST首次發現毫秒脈沖星，展示了FAST對國際低頻引力波探測做出實質貢獻的潛力。

FAST項目組已經策劃的FAST多科學目標同時巡天規劃將發現大量毫秒脈沖星，大幅度提高脈沖星陣探測引力波的靈敏度。

對於此次發現，北京大學科維理天文與天體物理研究所李柯伽研究員表示，成果展示了FAST在脈沖星搜尋方面的重大潛力，凸顯了大口徑射電望遠鏡在新時代的生命力。“Fast望遠鏡在調試階段即取得這樣的重大成果，期待早日正式運行，提高中國射電天文整體的實力。”

北京大學天文系徐仁新教授也表示，除了科學意義外，毫秒脈沖星還有潛在的應用價值。“FAST參與毫秒脈沖星的發現將為全球科學家和工程師提供更好的機遇。”

澳大利亞科工組織研究員，國際引力波聯合探測委員會(GWIC)成員G.Hobbs表示，國際射電天文界為FAST已經取得大量脈沖星發現感到興奮，看好FAST的國際合作前景，並期待FAST為引力波探測作出貢獻。

國家天文臺表示，FAST將繼續調試，以期達到設計指標，通過國家驗收，並成為世界一流的射電天文望遠鏡。

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