脉冲星与FAST

脉冲星（Pulsar）,又称波霎，是中子星的一种，为会周期性发射脉冲信号的星体，直径大多为10千米左右，自转极快。

正如地球有磁场一样，恒星也有磁场；也正如地球在自转一样，恒星也都在自转着；还跟地球一样，恒星的磁场方向不一定跟自转轴在同一直线上。这样，每当恒星自转一周，它的磁场就会在空间划一个圆，而且可能扫过地球一次。

那么岂不是所有恒星都能发脉冲了？其实不然，要发出像脉冲星那样的射电信号，需要很强的磁场。而只有体积越小、质量越大的恒星，它的磁场才越强。而中子星正是这样高密度的恒星。

另一方面，当恒星体积越大、质量越大，它的自转周期就越短。我们很熟悉的地球自转一周要二十四小时。而脉冲星的自转周期竟然小到0.0014秒！要达到这个速度，连白矮星都不行。这同样说明，只有高速旋转的中子星，才可能扮演脉冲星的角色。

脉冲星最大的特点是它的辐射束会周期性快速扫过地球，使地球人看到一个个周期脉冲。

这就好像我们乘坐轮船在海里航行，看到过的灯塔一样。设想一座灯塔总是亮着且在不停地有规则运动，灯塔每转一圈，由它窗口射出的灯光就射到我们的船上一次。不断旋转，在我们看来，灯塔的光就连续地一明一灭。脉冲星也是一样，当它每自转一周，我们就接收到一次它辐射的电磁波，于是就形成一断一续的脉冲，这种现象也叫做“灯塔效应”。

脉冲星具有在地面实验室无法实现的极端物理性质，是理想的天体物理实验室，对其进行研究，有希望得到许多重大物理学问题的答案。

譬如：脉冲星的自转周期极其稳定，准确的时钟信号为引力波探测、航天器导航等重大科学及技术应用提供了理想工具。

FAST望远镜与美国阿雷西博望远镜，是世界上唯二利用喀斯特地貌中的天然盆地修建的超大口径射电望远镜。在FAST落成前，阿雷西博望远镜已经独霸世界最大口径射电望远镜宝座50多年，利用其拔群的灵敏度做出了很多重大天文学发现。

阿雷西博望远镜望远镜的口径是305米，但作为一个固定在盆地中的望远镜，它难以通过移动主镜实现自由四顾，只能通过移动副镜与馈源的方式，接收不同方向的电磁波。

FAST最大的工程创新在于它的主镜面采用了主动面技术，每一块面板都可以在促动器的驱动下上下运动，把镜面从初始的球面形灵活地变成抛物面型，通过主镜的主动变形来实现对天体的跟踪，同时实现对像差的改正。所以FAST望远镜的馈源舱外观非常简洁，没有复杂的悬架结构，只要用6根柔性索吊着就可以。

FAST是具有中国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。2016年9月，FAST建成并开始接收来自宇宙深处的电磁波，进入试运行、调试阶段。一年来，FAST不知疲倦地扫描巡天，敏锐地捕捉各类信号，取得振奋人心的发现。10月10日，FAST团队在京举行发布会表示，“中国天眼”探测到优质脉冲星候选体达数十个，其中目前已通过系统认证的脉冲星达6颗。

FAST超乎寻常的表现一举实现了中国在脉冲星发现领域“零的突破”，为世界射电天文学发展作出了突出贡献。国际天文学界因此把更多关注的目光投向中国。正如国际知名的澳大利亚帕克斯64米射电望远镜科学主管乔治？霍布斯所说的那样，“中国天眼”的调试以及逐渐产出成果是目前国际天文学界最激动人心的事件之一。