正式運行兩年，“中國天眼”(FAST)交出了一份舉世矚目的成績單。未來，FAST還將瞄準哪些方向發力?在昨天舉行的新聞發布會上，中國科學院院士、中科院國家天文臺研究員武向平就“中國天眼”的后續研究計劃作了介紹。

關注中性氫宇宙和快速射電暴

繼續探索快速射電暴(FRB)，是FAST的一項重要科學任務。作為宇宙中最神秘的現象之一，FRB在射電波段的最亮爆發持續僅幾毫秒。2007年最初被發現時，它被懷疑為來自河外星系的脈沖信號，因其起源與物理機制完全未知，是當今天體物理學領域的最大熱點之一。

歷史數據中，FRB重復暴的偏振特性單一無法區分輻射，是磁層起源還是激波起源?利用FAST望遠鏡觀測已發現，偏振位置角的快速變化強烈暗示輻射起源可能來自磁層。接下來，將充分發揮FAST的靈敏度優勢，開展快速觸發FRB后隨觀測。具體工作包括：監測產生FRB的磁星、跟進重復暴發FRB，以及深化多波段共視觀測FRB國際合作，及時跟進針對高能暫現源、特殊伽馬暴和超亮超新星的觀測等，從而探究FRB的物理本質。

FAST的另一個重點觀測領域是中性氫。中性氫是宇宙中豐度最高的元素，廣泛存在于宇宙的不同時期，是不同尺度物質分布的最佳示蹤物之一。FAST望遠鏡是探測暗弱中性氫源的利器。通過FAST的中性氫星系巡天，預計未來可探測到10萬個以上星系的中性氫譜線，可揭示星系中原子氣體的含量與星系性質的關系及其在星系演化中的作用。此外，該項觀測還有可能發現大量銀河系高速云，從而揭示銀河系氣體的吸積過程，并發現暗星系和各種特殊星系。

目前，研究團隊已完成相應準備工作，即將開始大規模的宇宙大尺度，以及局部宇宙、星系間、最鄰近的星系等不同尺度的巡天，乃至更小尺度的各類深度巡天。據悉，FAST可觀測整個天區的crafts巡天，將覆蓋一半天區以上，可探索宇宙物質在不同尺度上的分布，進一步理解暗物質、暗能量的屬性，解讀星系形成和演化過程。

開展大樣本高精度脈沖星搜尋

作為大質量恒星死亡后的“遺骸”，脈沖星能夠發射出高度周期性的脈沖，周期在1.4毫秒到23秒之間。FAST是目前脈沖星最高精度測時設備，其測時精度比國際脈沖星測時陣IPTA提高了5至40倍，在脈沖星弱源觀測上具有無可比擬的優勢，FAST的5分鐘積分即可達到百納秒級的精度。

FAST配備有19波束L波段接收機，是世界上最強大的脈沖星搜尋利器。未來，科學家還將充分挖掘FAST望遠鏡的科學潛力，有大量高價值源需后隨跟進觀測——通過脈沖星偏振、測時、閃爍等方法開展軌道測量、引力效應檢驗等工作，由此來測量脈沖星質量，檢驗脈沖星強場引力。

目前，FAST新發現了約500顆脈沖星，包括一批最暗弱的脈沖星、挑戰當代銀河系電子分布模型的大色散量脈沖星、毫秒脈沖星、脈沖雙星、一批模式變化和消零脈沖星，以及射電暫現源等。

FAST發現毫秒脈沖星的效率非常高，未來科學家將開展大樣本高精度毫秒脈沖星和脈沖雙星的搜尋，以增加中國脈沖星測時陣CPTA候選體，提高引力波探測靈敏度，檢驗廣義相對論、建立脈沖星時間標準，研究雙星系統的形成與演化、輻射束結構、軌道運動學等。

FAST高靈敏度和優異偏振響應為高精度脈沖星測時提供了基礎，它將打開“納赫茲引力波天文學”研究的窗口，開展納赫茲引力波的直接探測研究。據介紹，中國脈沖星測時陣列合作團隊利用FAST開展了高精度脈沖星測時觀測，對超過20顆毫秒脈沖星實現了優于100納秒的精度，相比于國際脈沖星測時陣列數據，精度提高了5至40倍。

據介紹，后續對這些脈沖星的測時觀測可以探測來自遙遠星系的低頻引力波，還可用于建立脈沖星時間和空間基準，其中一些脈沖星將會成為檢驗引力理論的絕佳利器。(許琦敏)