四川
刚刚迎来落成十周年，中国天眼又交出一份十分亮眼的答卷。而在贵州群山之间，围绕这座500米口径射电望远镜的新一轮升级，也正在推进。
脉冲星为什么会按时发出信号？
脉冲星其实是一类快速旋转的中子星，大质量恒星发生超新星爆炸后，核心可能坍缩成极其致密的中子星。辐射束随着星体旋转扫过空间，当它扫向地球，望远镜就记录到一次脉冲。
有些毫秒脉冲星的信号十分稳定，适合长期测时。科学家不仅能测出它转得多快，还能从脉冲到达时间的细微变化中，分析它是否存在伴星、怎样沿轨道运动。
最新研究又更进了一步，外侧伴星的引力使内部双星系统产生变化的加速度，改变了我们观测到的脉冲节奏。
从发现异常到解释异常，中国天眼五年的持续监测发挥了关键作用。第三颗星就这样通过对脉冲时间的影响，逐渐显露出来。
研究显示，内侧是脉冲星与一颗氦白矮星，它们围绕共同质心运行，轨道周期约8天，轨道非常接近圆形。外侧则是一颗类太阳恒星，沿较为狭长的椭圆轨道，围绕内部双星系统运动，周期约73.5年，偏心率约0.6。
这种结构称为层级三体系统，两颗星形成紧密的内部组合，第三颗星位于更远处。内外轨道尺度的差异，使三颗星能够长期相伴。
依据恒星演化理论，研究团队推断，这三颗星来自同一片云团。其中，最初质量最大的成员演化为今天的脉冲星，另一颗成为白矮星，质量接近太阳的外侧成员仍处于恒星演化阶段。未来，它也可能成为白矮星，使系统最终由一颗中子星和两颗白矮星组成。
同一时间出生，为什么命运相差这么大？
恒星的寿命与质量密切相关，质量大的恒星虽然拥有更多燃料，但核心温度更高，消耗速度也快。质量较小的恒星燃烧得更慢，可以经历更漫长的演化。
于是，一个原生三星系统就可能出现这样的局面。一颗早已发生剧烈变化，一颗留下致密核心，还有一颗继续发光。
这次三体发现，只是中国天眼科学任务的一部分。其中一项重要任务，是利用脉冲星寻找纳赫兹引力波。
2023年，中国脉冲星测时阵列团队利用FAST对57颗毫秒脉冲星的长期监测，分析跨度为3年5个月的数据，发现了具有纳赫兹引力波特征的四极相关信号证据，置信度达到4.6西格玛。
另一个前沿是快速射电暴。这类信号持续时间很短，有些能够重复爆发。FAST曾在约50天内，从FRB121102记录到1652次爆发，为研究爆发能量分布提供了大量样本。
今年1月公布的一项研究，又捕捉到重复快速射电暴传播过程中的磁环境剧烈变化，为部分重复暴可能起源于双星系统的假说提供了关键证据。
中国天眼还在调查星系中的中性氢。氢是研究宇宙气体的重要对象，通过射电观测，科学家能够测量星系中的气体，分析其分布和运动，研究星系怎样获得原料、形成恒星并逐渐演化。
FAST全天中性氢巡天第二次数据发布，探测到156411个河外中性氢源，覆盖约19500平方度天区，接近全天的一半。这种规模的样本，为研究星系气体性质和宇宙大尺度结构提供了重要基础。
灵敏度与分辨率，解决的是不同问题。高灵敏度让望远镜探测更弱的信号，高分辨率则帮助它区分相邻目标、确定信号的具体位置。
FAST已经拥有很强的暗弱信号探测能力，下一步的重要方向，是通过联合多台望远镜观测，进一步提高定位和成像能力。此外，升级也包括维持长期运行所需的关键部件。
今年5月，中国科学院公布，FAST馈源舱钢丝绳实现国产化。9月25日，FAST落成十周年当天，二期试验阵第5台40米口径望远镜的主体工程完工。项目正在为巨型单口径望远镜与中型天线联合组阵积累技术经验。
按照公开规划，未来将在FAST周边建设数十台40米口径望远镜，通过综合孔径干涉技术，与现有500米望远镜协同工作。
在核心阵建成后，目标是将分辨率提升200倍、灵敏度提升1倍。到时，中国天眼有望将带来更多更意想不到的发现。
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