星闻 | FAST首次发现并认证毫秒脉冲星!

4月18日,中国科学院国家天文台500米口径球面射电望远镜(FAST)首次发现的毫秒脉冲星得到国际认证,这是 FAST 继发现脉冲星之后的另一重要成果。


脉冲星示意图


新发现的脉冲星 J0318+0253 自转周期5.19毫秒,根据色散估算距离地球约4000光年,由 FAST 使用超宽带接收机进行一小时跟踪观测发现,是至今发现的射电流量最弱的高能毫秒脉冲星之一。


新发现的毫秒脉冲星 PSR J0318+0253 位置和积分脉冲轮廓。


(左图)PSR J0318+0253所在伽马射线巡天图像的位置;(右图a)FAST 一小时跟踪观测获得的射电波段积分脉冲轮廓;(右图b)折叠 Fermi-LAT 累积9年数据所获得的伽马光子积分脉冲轮廓。


通过跟踪伽马射线点源 3FGL J0318.1+0252,FAST 于2月27日首次发现这颗毫秒脉冲星,并通过 FAST 与费米伽马射线卫星大视场望远镜(Fermi-LAT)的国际合作认证了此次新发现。


从射电波段对 Fermi-LAT 未认证点源进行高灵敏度后随观测,确认高能源属性,是发现新脉冲星的有效途径之一。国际大型射电天文台曾对J0318+0253对应的费米点源进行过多次脉冲星搜索,比如美国 Arecibo 望远镜在2013年6月开展的三次定点观测,都未探测到。


通过对 Fermi-LAT 伽马射线数据的后随计时分析证实 J0318+0253 为孤立毫秒脉冲星,并提高位置精度至亚角秒量级。这是 FAST–Fermi-LAT 合作组的首个成果。双方将继续合作研究,并开展多波段观测分析。


毫秒脉冲星是每秒自转上百次的特殊中子星,对其研究不仅有望对理解中子星演化、奇异物质状态起到重要作用,而且稳定的毫秒脉冲星是低频引力波探针。脉冲星搜索是进行引力波探测研究的基础,脉冲星计时阵是观测超大质量双黑洞发出的引力波最有效的方法。脉冲星计时阵依赖数十颗计时性质良好的毫秒脉冲星,其样本的扩大、性能的提高起始于脉冲星搜索。此次 FAST 首次发现毫秒脉冲星,展示了 FAST 对国际低频引力波探测做出实质贡献的潜力。


FAST 项目组已经策划的 FAST 多科学目标同时巡天规划(CRAFTS)将发现大量毫秒脉冲星,大幅度提高脉冲星阵探测引力波的灵敏度。


arxiv:1802.03709;http://crafts.bao.ac.cn/


北京大学科维理天文与天体物理研究所李柯伽研究员表示,此次发现展示了 FAST 在脉冲星搜寻方面的重大潜力,凸显了大口径射电望远镜在新时代的生命力。FAST 望远镜在调试阶段即取得这样的重大成果,期待早日正式运行,提高中国射电天文整体的实力。


北京大学天文系徐仁新教授表示,除了科学意义外,毫秒脉冲星还有潜在的应用价值。FAST 参与毫秒脉冲星的发现将为全球科学家和工程师提供更好的机遇。


澳大利亚科工组织研究员,国际引力波联合探测委员会( GWIC )成员 G. Hobbs 表示,国际射电天文界为 FAST 已经取得大量脉冲星发现感到兴奋,看好 FAST 的国际合作前景,并期待 FAST 为引力波探测作出贡献。


FAST 将继续调试,以期达到设计指标,通过国家验收,并成为世界一流的射电天文望远镜。



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编辑/怀尘


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