“中国天眼”落成10年不断刷新发现探索宇宙未知之门

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2026-04-15 09:21:36 光明网

自2016年落成以来，“中国天眼”FAST不断刷新发现，把人类对宇宙的认知一次次推向新高度。它不仅是一台射电望远镜，也是一把打开宇宙未知之门的钥匙。

近日，中国科学院国家天文台副台长、“中国天眼”总工程师姜鹏在国家科技传播中心学术发展讲堂上表示，截至目前，FAST已经产出了大量具有国际影响力的科学成果。比较典型的，是发现轨道周期仅53分钟的迄今最短周期脉冲星双星系统PSR J1953+1844（M71E）。这一发现的最大科学意义在于它恰好处于“红背”向“黑寡妇”演化的临界状态。

如果两颗星的距离很近，脉冲星会吞掉身旁这颗恒星的物质，并使自身越转越快。因恒星初始质量较大，随着脉冲星蚕食恒星，两颗星的距离越来越近，相互绕转速度也越来越快；随着双星系统演化，恒星被大量蚕食后质量变小，脉冲星难以继续吸积并把恒星推开，其相互绕转的速度也就变慢。这种行为类似自然界中雌蜘蛛吞食雄蜘蛛供养自身的行为，因此天文学家以两种蜘蛛的名字“红背”与“黑寡妇”来命名这类天体，统称为蜘蛛类脉冲星。

从“红背”到“黑寡妇”脉冲星-恒星系统的演化过程可长达数亿年。此前天文学界仅探测到分别处于“红背”与“黑寡妇”状态的系统，但并未发现这二者演化的中间状态。原因是在此阶段的脉冲星轨道周期非常短、两颗星的距离非常近，对观测提出了极大挑战。因此，蜘蛛类脉冲星从“红背”向“黑寡妇”系统的演化理论尚未完全证实。

借助“中国天眼”FAST的超高灵敏度和极强探测能力，这一演化路径得到证实。这个发现捕捉到了双星演化的关键时刻，为双星演化理论补上了曾经缺失的最关键一环。科研人员还利用FAST首次获得纳赫兹引力波存在的关键证据。纳赫兹引力波是1983年就曾被科学家预言存在的物理现象，此后全世界成立了数个引力波探测组织，想要证实这个预言。科研人员对“中国天眼”收集的时间跨度达3年5个月的数据进行分析研究，在4.6西格玛置信度水平（误报率小于五十万分之一）上发现了具有纳赫兹引力波特征的四极相关信号的证据。在天文学界，只有置信度达到5西格玛，才能被认定为确凿的科学发现，出错概率不到百万分之一。目前，FAST团队是全世界最接近5西格玛的团队，非常有希望在全球第一个实现纳赫兹引力波的确定性探测。

未来，FAST将在周边建设64台40米口径的中型天线，组成以FAST为中心的综合孔径望远镜阵列，同步提升FAST的分辨率和灵敏度。所有天线与FAST之间采用光纤直连，天线接收的信号通过高速数据传输系统汇聚到数据相关中心，通过数据相关中心集群，可以实时处理超过2000路的基线数据，再利用研发的FAST多波束和单波束混合视场匹配综合孔径技术，实现对天体的高分辨率成像，补齐FAST的短板。目前，这一工程已经启动，回望来时路，姜鹏十分感慨。开工之后，他第一次到尘土飞扬的施工现场时，觉得命运好似轮回，时隔多年，他们又回到了最初奋斗的起点，希望这一次依然能梦想成真。

(责任编辑：zx0176)

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