被譽(yù)為“中國(guó)天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST），通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收近兩年來(lái)，在天文學(xué)領(lǐng)域取得一系列重要科學(xué)成果。1月5日，中國(guó)科學(xué)院在北京舉行該院2022年度首場(chǎng)新聞發(fā)布會(huì)，專題介紹這些重要成果。

　　開(kāi)啟人類理解恒星形成的新模式

　　1月6日，F(xiàn)AST中性氫譜線測(cè)量星際磁場(chǎng)重大進(jìn)展在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志以封面文章形式正式發(fā)表。

　　磁場(chǎng)問(wèn)題不僅阻礙物理試卷拿高分，還阻礙恒星形成。

　　比如，作為一顆恒星，太陽(yáng)在成為太陽(yáng)之前，只是宇宙中的一團(tuán)分子云，它非常努力地聚集起來(lái)，試圖增加密度、溫度，以求點(diǎn)火“晉級(jí)”成為一顆耀眼的天體。但磁場(chǎng)在這個(gè)過(guò)程中，架設(shè)起“關(guān)卡”——隨著分子云聚集達(dá)到致密云核狀態(tài)，磁通量會(huì)增加，磁場(chǎng)帶來(lái)的阻力也隨之增大，阻力將星際物質(zhì)頂住，不許其繼續(xù)收縮。

　　但太陽(yáng)確實(shí)已經(jīng)形成了，它是怎么辦到的呢？

　　“在物理學(xué)家眼里，磁場(chǎng)就像椅子這么實(shí)在，它是不會(huì)憑空消失的。”FAST首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員李菂說(shuō)，他所在團(tuán)隊(duì)最新發(fā)表的科研成果，開(kāi)啟了人類理解恒星形成的一種新模式。

　　以往科學(xué)界預(yù)測(cè)，在分子云變得致密之后，逆勢(shì)增加的磁通量被一種機(jī)制抵消掉了，這種機(jī)制叫雙極耗散。在雙極耗散模型中，恒星大約需要1000萬(wàn)年才能形成。

　　但李菂團(tuán)隊(duì)通過(guò)FAST觀測(cè)金牛座冷暗分子云發(fā)現(xiàn)，磁通量在分子云收縮到致密狀態(tài)之前，就已經(jīng)被抵消掉了，“應(yīng)該是通過(guò)其他的方式耗散掉的”。

　　李菂介紹，這一研究推翻了雙極耗散標(biāo)準(zhǔn)模型的預(yù)測(cè)，為解決恒星形成經(jīng)典問(wèn)題之一的“磁通量問(wèn)題”提供了重要觀測(cè)證據(jù)。FAST觀測(cè)結(jié)果揭示，可能存在比標(biāo)準(zhǔn)模型更有效的磁場(chǎng)耗散機(jī)制，使得恒星形成提前發(fā)生。這意味著，恒星形成的時(shí)間可能會(huì)從1000萬(wàn)年，縮短到約100萬(wàn)年。

　　捕獲迄今最大快速射電暴爆發(fā)事件樣本

　　快速射電暴是目前已知宇宙中射電波段最明亮的爆發(fā)現(xiàn)象，也是當(dāng)今最大的天文熱點(diǎn)前沿領(lǐng)域之一。

　　2019年8至10月，F(xiàn)AST成功捕捉迄今最大快速射電暴爆發(fā)事件樣本，相關(guān)論文在2021年10月14日于《自然》雜志發(fā)表。1月5日，中國(guó)科學(xué)院回顧了這一成果，并展示了基于這一快速射電暴爆發(fā)事件集合中電波波形創(chuàng)作的聲波音樂(lè)。

　　這一成果由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)李菂、王培、朱煒瑋領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)完成，該團(tuán)隊(duì)還首次揭示了快速射電暴爆發(fā)率的完整能譜及其雙峰結(jié)構(gòu)。

　　王培介紹，目前已有數(shù)百例快速射電暴被探測(cè)到，其中僅少數(shù)呈現(xiàn)出重復(fù)爆發(fā)的現(xiàn)象。快速射電暴121102是人類所知的第一個(gè)重復(fù)暴，F(xiàn)AST成功捕捉其極端活動(dòng)期，最劇烈時(shí)段達(dá)到每小時(shí)122次爆發(fā)，累計(jì)獲取共1652個(gè)高信噪比的爆發(fā)信號(hào)，成為目前最大的快速射電暴爆發(fā)事件集合，超過(guò)本領(lǐng)域此前所有文章發(fā)表的爆發(fā)事件的總和，成為系統(tǒng)研究快速射電暴重復(fù)爆發(fā)的里程碑。

　　王培幽默地說(shuō)，這項(xiàng)成果對(duì)于整個(gè)快速射電暴研究領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于“盲人摸象摸到了一條腿”。

　　FAST擬拿出1%觀測(cè)時(shí)間向中小學(xué)生開(kāi)放

　　目前，F(xiàn)AST年觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)超過(guò)5300小時(shí)，已遠(yuǎn)超國(guó)際同行預(yù)期的工作效率。

　　中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員武向平在會(huì)上介紹，F(xiàn)AST正在醞釀拿出1%的觀測(cè)時(shí)間，向全國(guó)中小學(xué)生開(kāi)放，科學(xué)家將配合孩子們探索自己的奇思妙想。

　　武向平說(shuō)：“我們計(jì)劃遴選中小學(xué)生的想法，由專業(yè)人員去幫助他們實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想。”他表示，這個(gè)想法由來(lái)已久，計(jì)劃今年制定相關(guān)遴選機(jī)制。1%的觀測(cè)時(shí)間意味著約50個(gè)小時(shí)，這對(duì)于FAST來(lái)說(shuō)十分寶貴。

　　據(jù)悉，F(xiàn)AST已向全球科學(xué)家開(kāi)放共享，機(jī)時(shí)用于“FAST漂移掃描多科學(xué)目標(biāo)同時(shí)巡天”等5個(gè)優(yōu)先重大項(xiàng)目。同時(shí)，F(xiàn)AST還向全球天文學(xué)家定期征集自由觀測(cè)申請(qǐng)。此外，還有少量的時(shí)間用于機(jī)動(dòng)觀測(cè)等。（張茜）