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1光年 [转载]“中国天眼”FAST望远镜首次发现脉冲星!这颗星星,(2)

2018-01-20 01:03 网络整理 教案网

不是每一个十年都有“三大”“四大”“五大”天文发现——实际上以“某某年代天文四大发现”并称的,仅此一例。

毕竟,1960年代,乃是射电天文学方兴未艾的时代,人类第一次大规模透过光学以外的电磁波窗口向宇宙好奇的瞭望,所见的一切都是新鲜的。

那也是国际射电天文学界群雄逐鹿的年代。得益于二战中为防御德国空军而成长起来的雷达技术,美国、英国及其前殖民地澳大利亚的射电天文技术发展占得了先机。

脉冲星搜寻这场国际竞赛的跑道,正是他们逐鹿的中原。

到脉冲星发现的十周年(1977),各国共发现脉冲星149颗。

科学家不敢公布的真相_1光年_一光年用飞机的飞多久

1978年,澳大利亚莫朗格洛望远镜(Molonglo)在“科学的春天”的同时发力领跑,一鼓作气将已知脉冲星数量翻了一倍多,达到320颗。

莫朗格洛望远镜。图片来源:UTMOST项目

不过在接下来的20年中,新脉冲星发现的步伐只能说不紧不慢:在位于美属波多黎各、口径305米的时任世界最大望远镜阿雷西博(Arecibo),美国绿岸天文台(GreenBank)的91米望远镜、英国乔德雷尔·班克天文台(JodrellBank)的76米望远镜,以及澳大利亚帕克斯天文台(Parkes)的64米望远镜共同努力下,到脉冲星发现的30周年(1997),各国脉冲星搜寻的累计战果仅扩大到了705颗。

发现脉冲星第二多的阿雷西博望远镜。图片来源:阿雷西博天文台 H. Schweikerm

脉冲星搜寻的前30年,脉冲星的发现增长几乎是线性,而非我们期待的指数增长。这是由射电望远镜的特性所决定的:一般一次只能观测一个方向,也就是说,传统上,射电望远镜是一个“单像素”的相机。面对浩瀚的银河系,一个点一个点的测过去,自然进展缓慢。

你会说,如果一次能看多个像素,即使使用同样的望远镜,观测效率不也可以成倍增长吗?

正在吊装的帕克斯望远镜13波束接收机。图片来源:CSIRO

虽然看起来很容易想到,真的做起来可不是那么回事。在这个回合,澳大利亚人占据了优势:他们率先搞出了13波束接收机的黑科技,极大的提升了脉冲星搜寻效率,在接下来的20年里独步天下。现在人类已知的2600多颗脉冲星里,有超过一半由帕克斯望远镜率先发现。

当然,除了技术优势以外,南半球中纬度地区在一年中大部分时间都可以观测到银河系中心附近区域,也是澳大利亚天文学界两度赢取先机的天然地利。

脉冲星光的“星际穿越”

前面我们提到,FAST发现的第一颗脉冲星距离“粗估1.56万光年”,这数是怎么来的呢?

先讲一个段子。

刚才讲过,去年9月,FAST刚刚出光,头一个观测的天体就是贝尔脉冲星。你可能还记得,当时铺天盖地的新闻称“超级天眼收到1351光年外脉冲星信号”云云,说的就是这事。

当时接受采访的是国家天文台的钱磊副研究员。他在采访之后从紧张里回过味来,见到铺天盖地的“1351光年”,每每感到淡淡的忧伤。他表示,学界目前尚无对贝尔脉冲星的准确距离测量结果,1351光年这个数,纯属记者追问之下,按照一个简单的方法临时计算的数值(具体方法见下文),且没有进行误差分析,并不宜公开采用——遑论在某些阴谋论标题党口中变成“1351光年外的神秘信号”,更是让人看了头疼。

要知道在科学家心中,没有误差分析的测量值没有任何价值。

那从目前对贝尔脉冲星的研究来看,它的距离的误差范围有多大呢?

惊——人——的——大。

2012年,Verbiest等人发表在《天体物理学报》上的一篇文章(2012 ApJ 75539)给出,贝尔脉冲星的距离是1000光年2600光年-700光年,误差上下限之差达3000余光年,误差范围比测量值1000光年还要大几倍——这是什么意思呢——这说明,我们只是非常、非常、非常笼统的知道这颗星在哪。

好了,我们正式的看一看,1351光年也好,1.56万光年也好,是怎么估计出来的。

我们和大部分脉冲星,都生活在银河系这个巨大的宇宙都市之中。有都市就有雾霾——地球上的雾霾让落日变得红彤彤的,这是因为波长较短的蓝光被散射掉了,只剩红光。