“中國天眼”FAST兩歲了
截至目前，發現了44顆被確認的新脈衝星，有望明年下半年完成驗收並向全國天文學家開放使用。
“天眼”捕獲脈衝星
“天眼”視力越來越好
脈衝星的批量發現也隨之開始
去年10月國家天文臺對外公佈FAST首次發現脈衝星，探測到數十顆優質脈衝星候選體，其中6顆通過國際認證。近一年過去，如今FAST已經探測到59顆優質的脈衝星候選體，其中已經有44顆得到認證。此外，今年FAST還首次發現毫秒脈衝星並獲得了國際認證，這是FAST繼發現脈衝星之後的另一重要成果。
FAST望遠鏡探測到的脈衝星編號為J1859-0131（又名FP1-FAST pulsar #1），自轉週期為1.83秒，據估算距離地球1.6萬光年。
搜尋和發現射電脈衝星是FAST核心科學目標。自1967年發現第一顆脈衝星以來，過去50年裡，人類發現的脈衝星家族至少有2700個成員。
中國天眼 FAST
FAST首席科學家李菂介紹，脈衝星是一種高速自轉的中子星，它的密度極高，每立方厘米重達上億噸。它的自轉速度很快、自轉週期精確，是宇宙中最精確的時鐘。因此，它具有在地面實驗室無法實現的極端物理性質，是理想的天體物理實驗室，對其進行研究，有希望得到許多重大物理學問題的答案。
脈衝星的自轉週期極其穩定，準確的時鐘訊號為引力波探測、航天器導航等重大科學及技術應用提供了理想工具。
新發現的毫秒脈衝星PSR J0318+0253位置和積分脈衝輪廓。（左圖）PSR J0318+0253所在伽馬射線巡天影象的位置；（右圖a）FAST一小時跟蹤觀測獲得的射電波段積分脈衝輪廓；（右圖b）摺疊Fermi-LAT累積9年資料所獲得的伽馬光子積分脈衝輪廓。
“天眼”視力越來越好
自2016年9月25日落成啟用後，FAST就正式進入為期3—5年的除錯期。
FAST巨大的接收面積使其具有其他望遠鏡無法比擬的優勢，即超高的靈敏度，但這也使它的系統構成更為複雜，除錯工作也更具有挑戰性，更容易受裝置故障的影響。同時，還有30噸饋源艙（安放FAST望遠鏡用來接收宇宙外訊號裝置系統的艙體）漂在高空，安全風險也極大。
FAST除錯團隊經過半年左右努力，於2017年8月27日第一次完成了反射面和饋源支撐的協同動作，首次實現了對特定目標的跟蹤觀測，並穩定地獲取了目標源射電訊號。這意味著“天眼”的“眼珠”可以轉動了，也標誌望遠鏡最具難度及最具有風險的功能性除錯完成了。
在實現望遠鏡的功能性除錯之後，餘下的任務主要是如何提升望遠鏡的效能。FAST總工程師姜鵬表示， 19波束已經完成安裝除錯。它可以將望遠鏡的視場擴大19倍，從而大幅地提升望遠鏡的巡天效率，預期更多的脈衝星發現將由此開始。有了19波束的支援，就可以開始向驗收指標衝刺了。
多波束的現場安裝情況。具有優異效能的接收機系統，也是我們天眼的瞳孔。
截至目前，除錯工作已取得了一些非常可喜的進展。望遠鏡的系統噪聲已經控制在20K左右的水平，同時靜態掃描模式下的效率已經達到50%以上，望遠鏡的靈敏水平已經達到了1800平方米每K的水平，靜態掃描工作模式已經達到了望遠鏡的驗收指標。下一步的任務就是提高跟蹤過程的控制精度，把跟蹤過程的靈敏度也實現同樣或相近的水平。
對於觀測範圍可達已知宇宙邊緣的“天眼”來說，發現脈衝星只是使命之一。未來，它還將在中性氫觀測、譜線觀測、尋找可能的星際通訊訊號等方面進行探索發現。
讓我們共同期待“天眼”的更多發現…
文字整理撰寫：黃京一