今年是“中國天眼”仰望星空的第十年了。時間是不是過得飛快呢?感覺中國天眼好像就在前些日子剛建好的一樣,對吧?
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在貴州的大山深處,藏著一只巨大的眼睛,它日日夜夜、目不轉睛地遙測著宇宙深處的信號變化。這就是中國天眼,也稱作是500米口徑球面射電望遠鏡,英文簡稱FAST,是目前世界上最大、最靈敏的單口徑射電望遠鏡。
在這10年時間里,中國天眼不斷在刷新著人類對宇宙的認知,也讓世界看到了中國在深空探測領域確實有幾把刷子。最近幾天,中國天眼還搞了一個最新成果,發表在了國際頂級期刊《自然·天文》上,這個成果的意義,直接顛覆了傳統的科學認知。
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咱們先來說說中國天眼最近發現了什么?
不賣關子,圈叔告訴您中國天眼發現了一顆非常特殊的脈沖星,這是一種能夠快速自己旋轉的中子星,它還能夠像是燈塔一樣周期性地射出電磁的脈沖信號,這個脈沖星的編號是PSR J0435+3233。中國科學家們發現,這顆脈沖星,還屬于脈沖星家族內的特殊類型:毫秒脈沖星,這種毫秒脈沖星顧名思義,它自己的自轉周期僅有幾毫秒,轉得極快,周期也極其穩定。
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你可能問,這脈沖星到底有啥稀奇的?中國天眼這些年發現的脈沖星數量,比其他國家可多好多。但這次新發現的毫秒脈沖星,真的不一樣。
新發現的毫秒脈沖星的自轉周期,只有區區的3.2毫秒。也就是每秒鐘它要狂轉300多圈,這速度可快得讓人太難以置信了。讓科學家驚掉下巴的是,不是它的轉速,而是它轉得“不穩”,這是啥意思呢?
具體來說,這新發現的毫秒脈沖星周期變化率高達4.88×10^-17秒/秒。可能你看不懂這些數字,但沒關系,你只需要理解成它是個“剎車”力度,比起已知的其他毫秒脈沖星的平均值,高出了兩個數量級,也就是足足上百倍!
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這個數字也就意味著這顆毫秒脈沖星,正在劇烈“急剎車”,它損失的能量快得驚人,表面磁場也比同類天體強了大約一百倍。用更通俗的話說,我們以前一直以為毫秒脈沖星都是轉得又快又穩的,但天眼這回發現了一個“橫沖直撞的愣頭青”,它年輕、暴躁、能量損耗劇烈,正在瘋狂地“踩剎車”。
這一發現,徹底顛覆了天文學家對毫秒脈沖星自轉極端穩定的傳統認知。原來,脈沖星的“性格”也可以如此多變。這個發現,為人類理解脈沖星的演化路徑,打開了一扇全新的窗戶。
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那說這么熱鬧,我們找這么多的脈沖星,到底有啥用?
畢竟花這么大的代價,去找遠在千萬光年外,還在瘋狂旋轉的脈沖星,除了能寫個論文,到底有啥實際用處嗎?花這么多錢研究這些脈沖星,值嗎?
當然值!而且用處大了去了。脈沖星最大的一個潛在應用,就是做脈沖星導航。
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你可以把脈沖星想象成宇宙中天然存在的、永不消逝的 “GPS衛星”。它們發出的信號極其穩定,位置信息又非常精確。如果未來我們的宇宙飛船飛出了太陽系,甚至飛向了銀河系的更深處,那時候地面上的信號早就傳不到了,飛船怎么知道自己在哪里,該往哪個方向飛?
答案就是脈沖星。只要飛船上的設備能同時接收到三顆或以上脈沖星的信號,通過精密計算它們信號到達的時間差,就能像用三角板畫圖一樣,瞬間算出自己在銀河系中的精確坐標,誤差可以控制在1公里以內!這在浩瀚的宇宙中,簡直是“厘米級”的定位精度。
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你羨慕美國的旅行者號探測器能飛出太陽系?其實它飛那么遠還不迷路,靠的也是一張“脈沖星地圖”。旅行者號身上攜帶了一張金色的唱片,上面就標注了14顆已知脈沖星的相對位置信息。這張“宇宙名片”,就是為外星文明準備的導航圖,讓他們知道“旅行者號”是從哪兒來的。
所以你看,咱們天眼發現的脈沖星越多,繪制的“宇宙地圖”就越精細、越完善。未來中國的深空探測器要想走得更遠、走得更準,這些脈沖星就是我們最可靠的“向導”。這不僅是科學探索,更是為人類文明的星際遠航,提前鋪好回家的路。
除了找脈沖星,天眼還能干哪些大事?
找脈沖星,只是天眼眾多絕活里的“一招鮮”。它的能力遠不止于此。作為當今世界獨一無二的超級望遠鏡,它的實力強到沒朋友。最遠的“視力”,據說可以看到宇宙的邊緣。當然,這是一種詩意的說法,意思是它的靈敏度極高,能探測到來自極其遙遠宇宙天體的微弱信號。
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說到這,你更能理解天眼的珍貴了。因為現在全世界,能進行如此深度探索的巨型射電望遠鏡,僅此一臺。曾經,美國在波多黎各也有一座巨大的射電望遠鏡阿雷西博望遠鏡。它也曾輝煌一時,是許多科學發現的搖籃。但可惜的是,由于年久失修和缺乏維護,它在2020年徹底坍塌了,設備損壞嚴重,一片狼藉。從后來公布的現場照片看,那里已經真的成了一個無人問津的“垃圾場”。美國最終也放棄了修復計劃。
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