銀河系還存在多少新天體？科研人員又有了新發(fā)現(xiàn)。

近日，中科院上海天文臺(tái)張翔助理研究員與她的澳洲合作者、來自科廷大學(xué)國際射電天文研究中心的Hurley-Walker博士等通過分析SKA先導(dǎo)望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)具有異常緩慢周期性輻射的射電暫現(xiàn)源。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為該射電暫現(xiàn)源可能是一個(gè)超長周期的磁星或擁有超強(qiáng)磁場(chǎng)的白矮星。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于1月27日的《自然》雜志上。

這一發(fā)現(xiàn)為搜尋低頻暫現(xiàn)源打開了一扇新的窗口。張翔解釋，由于這是在銀道面區(qū)域長周期暫現(xiàn)源的首次探測(cè)，如果能繼續(xù)探測(cè)到更多具有類似特征的暫現(xiàn)源并揭示其物理性質(zhì)，則意味著在銀河系內(nèi)存在一類具有超強(qiáng)磁場(chǎng)的長周期星體，有助于全面了解恒星的演化和死亡。

SKA將這樣探索世界

國際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程，已成為世界科技創(chuàng)新領(lǐng)域重要的全球公共產(chǎn)品和提升本國創(chuàng)新能力的重要合作平臺(tái)。

平方公里陣列（Square Kilometre Array, SKA）作為一個(gè)國際大科學(xué)工程項(xiàng)目，是由全球多國合資建造和運(yùn)行的世界最大規(guī)模綜合孔徑射電望遠(yuǎn)鏡，集大視場(chǎng)、高靈敏度、高分辨率、寬頻率范圍等性能于一身，因接收總面積約“1平方公里”而得名。臺(tái)址位于南非及南部非洲8國、澳大利亞的無線電寧靜區(qū)域，已于2021年啟動(dòng)建設(shè)，這也是人類有史以來建造的最大射電望遠(yuǎn)鏡，建成后將比目前最大的射電望遠(yuǎn)鏡陣列JVLA的靈敏度提高約50倍，巡天速度提高約一萬倍。

2019年，我國作為創(chuàng)始成員國簽署《成立平方公里陣列天文臺(tái)公約》，根據(jù)公約，自去年6月26日起，我國正式成為SKA天文臺(tái)成員國。

這種大科學(xué)裝置項(xiàng)目，對(duì)幫助科學(xué)家發(fā)現(xiàn)成果至關(guān)重要。

中科院院士、中國SKA首席科學(xué)家武向平曾介紹，SKA是下一代最先進(jìn)的射電望遠(yuǎn)鏡，科學(xué)研究目標(biāo)包括宇宙中第一代發(fā)光天體如何形成、脈沖星搜尋和引力理論檢驗(yàn)、星系形成與演化、暗能量性質(zhì)、宇宙磁場(chǎng)、引力本質(zhì)、生命分子與地外文明等，其中任何一個(gè)問題的突破，都將是自然科學(xué)的重大變革。

“和古時(shí)候的天文學(xué)家通常在晚上探測(cè)不同，有了這些望遠(yuǎn)鏡，我們現(xiàn)在基本也不用值夜班了。”張翔告訴第一財(cái)經(jīng)記者，因?yàn)橥h(yuǎn)鏡基本上都是靠電腦操作的，望遠(yuǎn)鏡在夜間也在不斷地拍各種照片積累數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)會(huì)傳輸?shù)礁浇某阒行?，?jīng)過第一波的處理后，會(huì)再通過類似海底光纜傳送到世界各地的其他中心，便于當(dāng)?shù)乜茖W(xué)家們處理這些數(shù)據(jù)。

金葉子/攝

本次成果中，論文的第二作者、上海天文臺(tái)張翔主要承擔(dān)的是這項(xiàng)工作中的偏振校準(zhǔn)和偏振數(shù)據(jù)分析，并制作了論文中的三幅關(guān)鍵圖像。

她介紹道，由于該項(xiàng)目的原始數(shù)據(jù)量巨大，數(shù)據(jù)處理中間過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量更大（超過1000萬個(gè)圖像文件），數(shù)據(jù)處理過程復(fù)雜，數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)計(jì)算集群的訪存輸入輸出（IO）帶寬、數(shù)據(jù)IO帶寬、高并發(fā)任務(wù)和高并行化處理都有極高要求。

基于上述SKA偏振數(shù)據(jù)處理的特點(diǎn)和極高要求，上海天文臺(tái)作為MWA的正式成員，利用自主研發(fā)的中國SKA區(qū)域中心原型機(jī)，聯(lián)合國際SKA科學(xué)團(tuán)隊(duì)針對(duì)SKA重點(diǎn)科學(xué)目標(biāo)開展了一系列科學(xué)研究。

值得注意的是，在本項(xiàng)研究工作中，中國SKA區(qū)域中心原型機(jī)承擔(dān)了該項(xiàng)目部分MWA數(shù)據(jù)的計(jì)算和存儲(chǔ)，參與了寬波段偏振數(shù)據(jù)的處理，完成了部分偏振圖像的分析，并與澳大利亞SKA區(qū)域中心的計(jì)算設(shè)備共同完成了其他數(shù)據(jù)處理任務(wù)。

中國SKA區(qū)域中心原型機(jī) 金葉子/攝

上海天文臺(tái)研究員、中國SKA區(qū)域中心原型機(jī)負(fù)責(zé)人安濤介紹，中國SKA區(qū)域中心原型機(jī)自2019年11月建成至今已連續(xù)兩年獲得中國十大天文科技進(jìn)展，并被SKAO（平方公里陣列天文臺(tái)）認(rèn)可為“國際首臺(tái)SKA區(qū)域中心原型機(jī)”，未來將為SKA先導(dǎo)望遠(yuǎn)鏡的大型巡天項(xiàng)目提供計(jì)算資源和技術(shù)支持，幫助全球SKA科學(xué)家產(chǎn)生更多原創(chuàng)成果。

先導(dǎo)設(shè)備的作用

本次發(fā)現(xiàn)成果的，是SKA低頻望遠(yuǎn)鏡的先導(dǎo)設(shè)備MWA （Murchison Widefield Array），位于澳大利亞西部的默奇森射電天文臺(tái)（MRO）。上海天文臺(tái)作為正式成員單位參加MWA的II期運(yùn)行，并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)及科學(xué)資源。

作為SKA低頻望遠(yuǎn)鏡的先導(dǎo)項(xiàng)目，MWA將探索宇宙再電離、河內(nèi)與河外星系巡天、時(shí)域天文物理、太陽與電離層等方向的科學(xué)研究。

“MWA有巡天觀測(cè)模式，這是一種掃描式的觀測(cè)，這些觀測(cè)的數(shù)據(jù)積累下來，科學(xué)家就能做進(jìn)一步數(shù)據(jù)的挖掘。”張翔介紹說，正是通過研究這些數(shù)據(jù)，他們才發(fā)現(xiàn)了一個(gè)具有異常緩慢周期性輻射的致密暫現(xiàn)源。

這顆暫現(xiàn)源于2018年初出現(xiàn)，其爆發(fā)周期約為18分鐘左右，比已知的最長的脈沖星爆發(fā)周期長9倍。該暫現(xiàn)源的長周期和低頻波段的高偏振度均無法用已知脈沖星的理論模型和觀測(cè)特征來解釋，由此排除了它是一顆普通脈沖星的可能性。“我們認(rèn)為它更有可能是一顆磁星（Magnetar）或者是一個(gè)擁有超強(qiáng)磁場(chǎng)的白矮星。”

中國SKA區(qū)域中心原型機(jī) 金葉子/攝

“我們正在開展系統(tǒng)性的搜尋，以發(fā)現(xiàn)更多的這種類型的星體，并建立一個(gè)大樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究，從而填補(bǔ)磁星研究的空白。”張翔說。

標(biāo)簽： 望遠(yuǎn)鏡 銀河系 天體 SKA