揭秘“中国天眼”！建成启用3年，FAST都发现了啥？
探索宇宙，我们除了有深入太空的航天器，还有在地面遥望太空的望远镜。而说到望远镜，就不得不提近些年的天文界网红——FAST。今天的“大国科技范”系列文章，我们一起走进“中国天眼”吧！
FAST是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜，建成启用之后就一直深受关注，是我国天文领域的重器。
今天我们一起来看看，什么是射电望远镜，FAST射电望远镜究竟牛在哪，并看看FAST启用的这三年都发现了些什么。
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光学望远镜大家都听说过，那么什么是射电望远镜呢？
所谓的射电望远镜其实就是无线电望远镜，它相当于一个巨大的接收系统。
以FAST为例，那口“大锅”就是天线，它的作用主要是把宇宙中微弱的射电波段的电磁波接收下来并通过反射汇聚到焦点处（即位于大锅中间的馈源舱）。
馈源舱再把电磁波的信号收集起来变成电压信号，然后将其放大，进行记录、分析等处理。
射电望远镜主要由定向天线或天线阵、馈电线、高灵敏度接收机和记录仪等部分组成。
天线或天线阵将收集到的天体电波，经过馈电线送到接收机上；接收机具有极高的灵敏度和稳定性，它将微弱的天体电波高倍放大后进行检波，再将高频信号转变为低频形式记录下来。
1932年，美国无线电工程师Karl Jansky用无线电天线探测到了来自银河系中心的无线电辐射，并将成果整理发表在了美国的一本无线电工程学报上。
随后（1937年），雷达工程师格罗特·雷伯（Grote Reber）在Karl Jansky的研究成果上设计出了一台射电望远镜。
再后来，M.Ryle发明了综合口径的技术，综合口径越大，射电望远镜越灵敏，M.Ryle还因这项发明获得1974年的诺贝尔物理学奖。
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FAST的全称是500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope），也被誉为“中国天眼”。
从提出计划（1994年）到最终落成（2016年），中国科学家们建造FAST花了20多年的时间，而这个汇集了几代天文人心血的天文望远镜，最终没有辜负大家的期望，在灵敏度方面位列世界前列。
首先，FAST的口径世界最大。
FAST的口径有500米，我们前面讲过，射电望远镜口径越大越灵敏，之前被评为“人类20世纪十大工程”之首的美国阿雷西博望远镜的口径是300米，再之后就是德国的波恩100米望远镜。
而且在未来的二三十年时间内，口径方面可能没有能够超越FAST的射电望远镜。
射电望远镜是通过接收来自宇宙中的电波信号来获取并分析各种信息，其最重要的指标参数就是灵敏度，灵敏度越高，望远镜探测微弱无线电的能力越强。
从理论上说，FAST能接收到137亿光年以外的电磁信号，其灵敏度是美国的阿雷西博望远镜的三倍左右，是德国波恩100米望远镜的10倍左右。
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到今年9月，FAST已经启用3年了，（这期间还经历了很长的调试时间，今年4月份，FAST通过工业验收，其使用指标达到了国家的标准）那么这三年，FAST都发现了什么呢？
截至2019年8月底，FAST一共发现了134颗脉冲星优质候选体，其中有93颗已被确认为新发现的脉冲星。
期间，FAST还发现了毫秒脉冲星并得到国际认证。根据色散估算，这颗毫秒脉冲星距离地球约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。
在单脉冲观测方面，FAST打开了一扇新的大门，首期的科学成果还在《Science China》上形成了一个专刊。
看到这里，有人会问了，发现了脉冲星有什么作用呢？
其实，脉冲星的理论和观测研究对推动天文、天体物理、核物理、粒子物理、等离子体物理、广义相对论和引力波等领域的发展都有着非常重要的意义。
脉冲星是个头不大、高速旋转的星体，旋转时会同时发射出高能射线，而这些辐射束周期性快速地扫过地球时，地球上会看到一个个周期脉冲。
通过探测到的脉冲，科学家们可以利用它的周期频率作为参照，寻找它的低频引力波，还可以利用脉冲星的射线来了解我们星系的结构，并且科学家们还可以利用它来验证爱因斯坦的广义相对论。
今年9月4日，来自中科院国家天文台FAST项目部的消息称，FAST首次探测到快速射电暴多次重复爆发，捕捉到目前全世界已知数量最多的脉冲，这对研究快速射电暴的起源和物理机制将起到重要推动作用。
当然，FAST射电望远镜除了可以用于研究脉冲星，它还可以用来研究中性氢、黑洞吞噬小天体、星体演化，搜寻外星文明也是FAST射电望远镜的任务之一，我们一起期待它给我们带来更多突破性的发现吧！
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