滿天繁星下的FAST。2016年6月27日，新華社記者 劉續(xù) 攝
—— 導讀 ——
一個短促有力，一個緩慢微弱——像一位青年和一位老者的心跳聲，穿過萬千光年的時空，被地球上最靈敏的“耳朵”——位于中國西南貴州天坑中面積相當于30個足球場大的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）捕捉到。
新華社記者 喻菲 齊健
這是世界最大單口徑射電望遠鏡2016年9月竣工以來，在調(diào)試期間發(fā)現(xiàn)并最先得到確認的兩顆脈沖星。中國科學院國家天文臺的科學家根據(jù)觀測數(shù)據(jù)制作出了它的聲音效果，于10月10日在此間公布，世人得以聆聽到這來自宇宙深處的“心跳”。
搜索脈沖星、中性氫、宇宙分子和外星文明信號，這些都是FAST的重要使命。
“外星人的觀測是一個嚴肅的科學目標，但FAST還處在調(diào)試期，對外星人的搜索我們還沒有開展。”國家天文臺射電天文研究部首席科學家、FAST副總工程師李菂說。
雖然還未開始外星人搜索，但FAST發(fā)現(xiàn)的脈沖星對人類來說同樣是個謎。實際上，脈沖星最初被發(fā)現(xiàn)時，就被誤以為是外星人尋找宇宙知音的信號。
10月10日，在中科院國家天文臺，F(xiàn)AST工程副總工程師李菂在介紹新脈沖星發(fā)現(xiàn)過程。 新華社記者 金立旺 攝
怪異的脈沖星
科學家解釋說，大質(zhì)量恒星壽命終結(jié)時在超新星爆發(fā)中粉身碎骨，外層被炸飛，如果恒星遺留下的內(nèi)核質(zhì)量超過太陽的1.4倍，就會坍縮成主要由中子以及少量的電子和質(zhì)子組成的中子星。以均勻的時間間隔輻射脈沖的中子星被稱為脈沖星。所謂“脈沖”，就是像人的脈搏一樣，一下一下出現(xiàn)短促的信號。
假設有一個天平，一端盛上一茶匙的中子星物質(zhì)，另一端需要一座高達3000米的山峰才能平衡住這么一丁點中子星物質(zhì)。對于想造訪中子星的人來說，在中子星上著陸將永無可能。中子星表面強大的引力瞬間就會把飛船以及里面的一切都壓成一灘糊狀的亞原子粒子。
“脈沖星有很多怪異的現(xiàn)象和性質(zhì)，我們還無法理解，”國家天文臺研究員陳學雷說，“科學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些轉(zhuǎn)得特別快的脈沖星，叫毫秒脈沖星，大約每幾毫秒轉(zhuǎn)一圈。它為什么轉(zhuǎn)那么快，還需要研究?！?/p>
“脈沖星就像天體物理實驗室，很多最極端的現(xiàn)象就發(fā)生在那里。科學家可以將脈沖星作為工具研究萬有引力。如果將來發(fā)現(xiàn)脈沖星與黑洞組成的雙星系統(tǒng)，我們就可以利用脈沖星去研究黑洞周圍的時空?！标悓W雷說。
FAST發(fā)現(xiàn)的脈沖星藝術(shù)效果圖。來源：國家天文臺
中國科學院院士武向平說，中國隨著FAST的建成并加入國際引力波探測行列，將會把脈沖星計時引力波探測的靈敏度提高2至3倍，提高低頻引力波的探測幾率。他預測在這一領域未來幾年將會有重大突破。
脈沖星自轉(zhuǎn)具有極其穩(wěn)定的周期，被譽為自然界最精準的天文時鐘?？茖W家相信，未來脈沖星可以成為人類在宇宙中航行的燈塔，為近地軌道、深空和星際空間飛行的航天器導航。
中國首次躋身脈沖星發(fā)現(xiàn)者名單
FAST所見最先被確認的兩顆脈沖星，一個發(fā)現(xiàn)于8月22日晚上，另一個在8月25日晚上。對于當時情景，李菂卻已記不太清楚。因為FAST實在太靈敏了，它雖然還處在調(diào)試和試觀測期，卻已發(fā)現(xiàn)數(shù)十個脈沖星候選體。到目前為止，其中六顆已經(jīng)通過國際認證。
“實際上，幾乎每天晚上我們都能發(fā)現(xiàn)高質(zhì)量的脈沖星候選體。”李菂說。
半個世紀前，人類發(fā)現(xiàn)第一顆脈沖星時，中國還處在貧困動蕩之中。因而人類此前發(fā)現(xiàn)的2000多顆脈沖星都與中國無緣。
如今，奔向全面小康的中國終于有能力去探尋宇宙中神秘怪異的天體，努力解答人類的這些終極之問了：宇宙怎么誕生？為什么會有星星？為什么會有我們？我們在宇宙中是孤獨的嗎？
工欲善其事，必先利其器。中國天文學家要想躍居世界天文前沿，就要有天文利器。中國有史以來最大天文工程、總投資近12億的FAST從最初概念提出到建成經(jīng)歷了20多年，凝聚了無數(shù)科學家的智慧與心血。
如今，中國科學家終于在脈沖星的名單上添上了中國的名字。
工作人員在FAST饋源艙內(nèi)工作（8月10日攝）。 新華社記者 歐東衢 攝
李菂預計，F(xiàn)AST望遠鏡在2019年正式運行后，每年能發(fā)現(xiàn)上百顆脈沖星，并有望在與銀河系鄰近的仙女座M31星系中，找到50至80顆脈沖星。目前，全世界的射電望遠鏡中，只有FAST有這樣的能力。
FAST將開啟一個新的時代
曾在美國加州理工學院、美國宇航局從事科研的李菂為了FAST的建設，在2012年回國，一頭扎進貴州偏僻的窮山溝，住在沒有衛(wèi)生間的臨時板房中。
而今看到初步成果的他說：“科學探索的過程，就是一點一點追尋真理，就像破案、畫畫、打造家具一樣，遇到很多困難，慢慢看到進步，但是最后得到的東西足夠重要或者足夠美，這里頭吃的苦頭越多，幸福感越強?！?/p>
2017年對于中國天文界意義非凡。6月15日以探測黑洞和脈沖星為主要目的的中國首顆硬X射線調(diào)制望遠鏡升空。而這顆衛(wèi)星的最初提出者正是李菂的父親——著名天體物理學家、中國科學院院士李惕碚。
“中國近代很落后，我們這一代人真正希望推動中國的自然科學走向世界前沿?！崩钐桧照f。
“中國天眼”FAST饋源艙（8月9日航拍）。 新華社記者 歐東衢 攝
李菂說，F(xiàn)AST承接過去，開啟未來：“系統(tǒng)地利用中國的望遠鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星進行研究的時代剛剛開始，希望通過我們的努力把它變成人類重要的科學設備。”
他說，接下來科學家將在FAST上安裝多波束接收機，做多科學目標同時巡天，即在一次掃描中，同時獲取脈沖星、天體譜線、快速射電暴等數(shù)據(jù)進行分析。通過這一獨創(chuàng)的技術(shù)與方法，科學家可以找到超過千顆脈沖星、十萬多個星系以及幾十個快速射電暴以及宇宙微波激光源。
“我們將依賴中國自主創(chuàng)新的設備，采用世界先進的觀測方法，系統(tǒng)地做出科學發(fā)現(xiàn)?！崩钋呎f：“這將是一個新的時代。”
這位科學家說：“對于人類來說，探索未知世界、滿足好奇心，是與吃飯睡覺同等重要的本質(zhì)權(quán)利。探索未知世界會激發(fā)人類的創(chuàng)造力，去做人類以前做不到的事情，找到原來根本想象不到的解決問題的辦法，這其中會產(chǎn)生巨大價值?！保▽嵙暽顗糗埃瑢Υ宋挠胸暙I）
（責任編輯 王順利）
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