說到天文學家,,也許我們腦海里會浮現出一些舉著望遠鏡仰望著星空,充滿神秘氣息的形象,可在中科院國家天文臺,,有這樣一群年輕人,,他們總是繞著一口“大鍋”轉悠。這口大鍋就是FAST,,全稱500米口徑球面射電望遠鏡,,也被譽為“中國天眼”。如果說光學望遠鏡是在看的話,,那射電望遠鏡更像是在聽:豎著耳朵,,靜候佳音。作為世界最大單口徑,、最靈敏的射電望遠鏡,,建成試運行一年多來,已經有9顆脈沖星被它發(fā)現并認證,,而這群年輕的天文工作者,,就是用“天眼”追星星的人。
這是一段用脈沖星信號映射的聲音制作出來的音樂,。國家天文臺的研究人員將兩顆脈沖星的自轉周期放慢了80倍,,把脈沖星的信號振幅轉換成了聲音的強度,就連里面的打擊樂,、鼓聲都來自于脈沖星的頻率,。
潘之辰第一次聽到這段聲音的時候還在上學,他一直期盼著什么時候自己也能發(fā)現一顆脈沖星,,好仔細聽一聽來自外太空的夢幻之音,,去年8月,他終于聽見了,,自己苦苦搜尋的脈沖星密語,。
國家天文臺助理研究員 潘之辰: 你如果聽到它就是這樣,超級難聽,第一反應就是怎么是這樣的聲音,但是再往后你就想,認了,反正都是自己發(fā)現的。
理想很豐富,,現實有點單調,。作為一個從小就立志尋找外星人的天文愛好者,潘之辰2011年電子系畢業(yè)后考上了天文學的研究生,,高高興興念完了博士,,在國家天文臺譜線研究的凳子上還沒坐熱,就被拎去對著電腦找星星,,電腦的另一頭,,連著一個巨大的望遠鏡。
FAST,,全稱500米口徑球面射電望遠鏡,,這么大的一口“鍋”可以實時調整它的反射面,,不差分毫地將信號反射到一點,匯聚,、探測那些宇宙深處微弱的無線電信號,。不過現在FAST還處于調試期,但接收低頻電磁波已經可以很精準了,,這時候,,發(fā)射低頻波的脈沖星就成了觀測的主要目標。因為自轉周期非常穩(wěn)定,,脈沖星準確的時鐘信號可以作為引力波探測,、甚至星際導航的理想工具。
國家天文臺助理研究員 錢磊: 哪兒有一顆恒星,,哪兒會有高能粒子的輻射,,哪個地方是比較危險的,脈沖星就可以用來作為導航,,如果我們的征途是星辰大海,,我們要往地球之外去的時候,那么我們就需要知道天體在我們周圍的分布,,這樣的話我們才會有一張在星際空間航行的航海圖,。
不僅如此,脈沖星還是理想的天體物理實驗室,,它一邊飛速自轉,,一邊有節(jié)奏地彈出脈沖,就像是一個旋轉的燈塔,,當燈塔的光掃過地球的時候,,地球就可以接收到一次信號。FAST現在一秒鐘采樣5000次,,這些數據上傳到服務器,,往往一個晚上,擺在潘之辰和同事面前的就是十幾TB的數據和三萬多張信號圖表,。他們要運用大數據模型進行分析,,來尋找存在脈沖星特征的候選體。
國家天文臺助理研究員 潘之辰: 一天能看一萬多張,,但這個也就是人的極限了,,盯著屏幕,很使勁地看,,大力出奇跡,。
FAST不同于大家之前接觸的傳統(tǒng)望遠鏡,沒有任何成熟的經驗可供參考,。剛開始,,對于它找出的脈沖星信號特征是什么樣的,,誰也不知道,誰也不敢亂篩,,所以大家只能硬看,。潘之辰到哪兒都背著個電腦,隔壁辦公室的錢磊陪愛人產檢時,,也蹲在外面看圖。去年八月,,錢磊在產房外刷著圖,,突然他發(fā)現了一個非常明顯的信號,一條黑線漸入又淡出,,就像是星星從他眼前一閃而過,。
國家天文臺助理研究員 錢磊: 那顆脈沖星(信號)太強了,我一眼就能看到它肯定是脈沖星,,只是說我不知道它是已知的脈沖星,,還是未知的脈沖星。
錢磊趕緊給潘之辰打電話,,以防萬一,,他們用德國的射電望遠鏡聯合觀測,最終確認這就是一顆從未被發(fā)現的脈沖星,,那條淡淡的黑線,,是來自0.7萬光年以外它的聲音。
整個地球所接收到的 來自宇宙的無線電信號能量加起來也翻不動一頁書,,但那些來自外太空的呢喃,,因為FAST開始被傾聽、被捕捉,。它屹立著,,遙望著,如同總工程師南仁東先生寫下的那樣:“感官安寧,、萬籟無聲,,美麗的宇宙太空,以它的神秘和絢麗,,召喚我們踏過平庸,,進入它無垠的廣袤?!?/p>
國家天文臺助理研究員 潘之辰: 南(仁東)老師他在九幾年,,那時候我還在讀小學,甚至還在讀幼兒園的時候,,就開始考慮望遠鏡的事情,,到這么多年最終我們把望遠鏡建在這了,,然后我現在可以享用這個數據,現在有這樣大的望遠鏡,,我們需要把它先用好,,而需要用好,就光這一句話,,我想對我們已經是很重的事情了,。
FAST建成試運行一年多來,9顆脈沖星已被發(fā)現并認證,,潘之辰用自己寫的腳本找到了已經超過了一半,。錢磊寫出了計算望遠鏡指向的程序,并和同事們生成了FAST反射面板的30年變形軌跡,。截至目前,,FAST已經積累了超過1500小時的試觀測時長,每一次掃描,,科研人員們不僅需要重新設計軟件,,還要迅速處理海量數據,一晚也不能耽擱,。潘之辰說FAST已經成了他最親密的伙伴,,每天一早打開電腦看它發(fā)來的訊息,就像在和自己分享昨晚看星星的體驗,。
記者: 美嗎?
國家天文臺助理研究員 潘之辰: 何止美啊,,這簡直就是一個有生命的東西,它有時候會跟我說,,哪里可能有一個新的信號,,可能是脈沖星,哪天可能它跟我說,,干擾多了,,你們得想辦法了,通過調整望遠鏡,,其實就是某種和宇宙對話的方式,,知道宇宙跟我們說什么。
潘之辰總說自己是幸運的,,他們這群平均年齡不到三十歲的科研工作者,,可以擁有這樣夢寐以求的望遠鏡來追尋自己的天文理想。而在這個大家伙靜靜仰望的另一端,,究竟會不會有另一位朋友,,也在努力向我們招手,傳遞好奇的訊息,?
國家天文臺助理研究員 潘之辰: 人類在宇宙中,,到底是只有我們,,還是說我們有朝一日可以看到跟我們類似的生命,甚至是智慧生命,,誰都不好說,,對于科學來說,既然你不能證明它沒有,,那你就可以試圖想象它如果有是什么樣子,,而現在我自己,或許也可以開始搜索答案了