作為世界上最大口徑的射電望遠鏡，“中國天眼”（FAST）安靜地坐落在我國西南一隅。自建成以來，它已助力科學家取得多項重磅成果。

  近日，中國脈沖星測時陣列研究團隊宣布利用FAST探測到納赫茲引力波存在的關鍵證據(jù)，讓人類終于站在了期盼已久的納赫茲引力波觀測窗口前。

  未來，面對新的科學任務，F(xiàn)AST準備好了，再出發(fā)！

  “我們始終牢記習近平總書記的殷殷囑托，立足國家戰(zhàn)略科技力量的使命定位，發(fā)揮集中力量辦大事的優(yōu)勢，為早日實現(xiàn)‘四個率先’‘兩加快一努力’目標要求作出貢獻。”FAST運行和發(fā)展中心常務副主任、總工程師姜鵬表示。

重磅成果頻傳

  近日，中國脈沖星測時陣列研究團隊在我國天文學術期刊《天文和天體物理學研究》（RAA）在線發(fā)表論文稱，F(xiàn)AST通過對57顆脈沖星的監(jiān)測，首次“看見”了來自深遠宇宙的漣漪——納赫茲引力波。

  同日，來自歐洲—印度、美國、澳大利亞等國家和地區(qū)的另外3個國際團隊也宣布獲得納赫茲引力波存在的關鍵證據(jù)。在天文學家看來，對納赫茲引力波進行探測，有助于理解超大質(zhì)量黑洞的增長、演化及并合過程。

  在這場20年前就開始的國際天文競賽中，中國科學家后發(fā)先至，僅用3年5個月就成功驗證了40年前的理論預言，科研團隊為此深感自豪。

  “我們利用中國自主設計和建造的大科學裝置開展原創(chuàng)性研究，成果發(fā)表在中國本土的學術期刊上，我國在這一領域與國際同步達到領先水平。”中國科學院國家天文臺/北京大學研究員、中國脈沖星測時陣列研究團隊負責人李柯伽表示。

  除了納赫茲引力波外，F(xiàn)AST也是脈沖星的超級“挖掘機”。迄今為止，它發(fā)現(xiàn)了超過780顆脈沖星，是世界上發(fā)現(xiàn)脈沖星效率最高的設備。不久前，憑借超高靈敏度和極強的探測能力，F(xiàn)AST僅用5分鐘就“抓”到了一個名為PSR、J1953+1844（M71E）的雙星，其軌道周期僅為53分鐘，是目前發(fā)現(xiàn)的軌道周期最短的脈沖星雙星系統(tǒng)。這一發(fā)現(xiàn)為經(jīng)典雙星演化理論提供了關鍵證據(jù)。

  此外，更早一些，發(fā)現(xiàn)迄今為止唯一一例持續(xù)活躍的重復快速射電暴FRB20190520B、獲得迄今為止最大的快速射電暴偏振觀測樣本、在中性氫譜線測量星際磁場取得重大進展……FAST捷報頻傳，極大擴大了人類有效探索的宇宙空間范圍。這些研究成果形成的論文，有8篇發(fā)表于《自然》、2篇發(fā)表于《科學》。

日夜堅守維護

  FAST獲得高質(zhì)量數(shù)據(jù)，助力原創(chuàng)性研究，離不開運維團隊的堅守。

  很多去過FAST現(xiàn)場的科研人員有過這樣的獨特體驗：在貴州山區(qū)常常有雷雨天光顧，外面下著瓢潑大雨、電閃雷鳴，F(xiàn)AST依然正常運行，科學家在室內(nèi)開展的數(shù)據(jù)接收、處理工作絲毫沒有受到影響。

  在科研團隊看來，這主要得益于先進的測控系統(tǒng)的支持。“運維專家團隊扎扎實實地不斷研發(fā)、升級測控系統(tǒng)，保障了FAST持續(xù)穩(wěn)定運行。”姜鵬表示。

  在FAST觀測時間段，也有科研人員親眼見證運維人員在上百米的高空同步進行搶修、維護。為了保證觀測時間輸出，運維團隊日夜不停歇，筑牢FAST穩(wěn)定運行保障的堅實堡壘。

  據(jù)統(tǒng)計，目前，F(xiàn)AST每年運行機時超過6200小時，已經(jīng)建立起完整的用戶服務鏈條。

  科研團隊認識到，F(xiàn)AST運行和維護絕不是墨守成規(guī)的日常重復。在他們看來，要把一臺巨型設備維護好，必須在高效運行的同時不斷研制新技術、新方法來升級望遠鏡。

  據(jù)了解，在團隊成員的通力合作下，F(xiàn)AST在相控陣接收機研制、測量與控制、脈沖星測時、雷達天文學技術等關鍵技術研究方面取得了多項創(chuàng)新成果。

  采訪中，姜鵬分享了最新的好消息：相控陣接收機已經(jīng)完成原理樣機研制。這意味著相關技術路線已經(jīng)走通，未來3到5年，科研人員將通過大量反復迭代進一步提升其性能，爭取利用這一世界領先的相控陣接收機實現(xiàn)FAST觀測效率提升。

集中力量再奮斗

  “基礎研究的組織化程度越來越高、目標導向性越來越顯著，體系化建制化科研的重要作用越發(fā)凸顯。”中國科學院院士、國家天文臺臺長常進這樣總結。

  前沿科學研究已經(jīng)進入大科學時代，發(fā)揮體系化建制化優(yōu)勢，才能在搶占科技制高點的征途上實現(xiàn)新的跨越。FAST在短短幾年時間里成就天文學前沿領域的中國力量，成為作為國家戰(zhàn)略科技力量的中國科學院“集中力量辦大事”的典范之一。

  多年來，在國家天文臺牽頭組織下，科學家面向世界天文科學前沿進行前瞻布局，勇于解決難題。FAST運維團隊和科研團隊在各自崗位上協(xié)同作戰(zhàn)。

  例如，在納赫茲引力波領域，早在2002年我國就開展了初步的脈沖星測時陣列前期調(diào)研；2016年中國科學院啟動了“多波段引力波宇宙研究”戰(zhàn)略性先導科技專項（B類），并聯(lián)合多家相關單位組建了中國脈沖星測時陣列研究團隊；2019年“中國天眼”FAST科學委員會成立后，繼續(xù)加快開展納赫茲引力波探測協(xié)同攻關，為如今取得重大突破奠定了堅實基礎。

  FAST的成功離不開科學家精神的傳承。在姜鵬心里，F(xiàn)AST是天文學家南仁東傾其一生推動建設的“傳奇工程”，其難度和在科學上的用途都完美詮釋了大科學工程應用的寶貴價值。“南仁東先生身上的優(yōu)秀品質(zhì)一直影響著我們每一個人，如今團隊中的年青一代成長起來接過接力棒，不斷豐富著‘天眼’精神的內(nèi)涵。”他說。

  面向未來，F(xiàn)AST團隊將繼續(xù)心系“國家事”、肩扛“國家責”，鼓足敢打硬仗、敢啃“硬骨頭”的精氣神，進行關鍵技術攻關，進一步提升和擴展FAST的性能，保持其在國際同類設備中的領先地位。

  姜鵬說：“只要團隊在，‘中國天眼’的靈魂就在。”

  面向未來，浩瀚星空，矢志奮斗未有窮期。科學家們期待，透過“天眼”，望向更深更遠的宇宙。■