验收完成啦，“天眼”FAST接下来干点啥？

2020-03-31

原创 中国科学物理辑 中国科学杂志社 

钱磊  [中国科学院国家天文台]

一台望远镜，从构思到立项，筚路蓝缕；从立项到完工，艰苦奋斗；从完工到验收，苦尽甘来。这就是FAST，中国天眼。

                                                          FAST望远镜全景（图片来源：FAST工程）

FAST于2019年4月22日完成了工艺验收，这标志着FAST成为了一台可以正式为天文学家提供服务的望远镜。在此之前，FAST已经开始向国内天文学家开放了观测申请，并开展观测。

由中国科学院国家天文台姜鹏、彭勃、李菂研究员，以及北京大学徐仁新教授组织的“The Science and Technology of FAST”专题(简称FAST专题)报道了FAST首批研究成果，在SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy (《中国科学：物理学 力学 天文学》英文版) 2019年第5期出版。

FAST专题第一次详细介绍了FAST调试中碰到的问题和解决方案，以及FAST目前已经达到的性能参数；同时还报道了在调试过程中FAST发现的第一颗脉冲星的基本参数。此外，FAST还对一些有趣的脉冲星进行了监测。

                                           FAST对其发现的一颗脉冲星进行的单脉冲观测（图片来源：FAST工程）

以上研究发现让FAST完成了“早出成果”的既定目标，可以算是万里长征的第一步，但是作为大科学工程，星辰大海的征途仍然漫漫，巡天才是航行的方向。这期FAST专题也给出了对未来巡天的指导意见——多波束巡天方案、预期中性氢观测结果和提高脉冲星识别效率的方案。

多波束巡天

射电望远镜的灵敏度和波束大小都与口径相关。FAST的大口径使其具备了高灵敏度，也使其波束小于同一波段的其他单口径射电望远镜。一方面，波束小的优势是可以看得细致，另一方面FAST完成巡天也需要更长的时间。FAST的19波束接收机可以提高巡天效率，它排布成六边形；要充分利用19个波束还需要详细的扫描方案，包括对转角、扫描轨迹以及相应灵敏度的计算和对结果的预计。

                                                正在做测试的19波束接收机（图片来源：FAST工程）

多科学目标同时观测

多科学目标同时观测也是FAST要完成巡天的一个特点，它进一步提高了FAST巡天效率，使得单位观测时间内可能有更多的科学产出。

预期中性氢观测结果

在FAST的科学目标中，中性氢是最重要的研究内容之一，FAST专题文章对中性氢巡天的结果进行了估计，这让天文学家有信心使用未来的巡天数据开展中性氢的研究。

提高脉冲星识别效率

脉冲星的识别也是未来FAST面临的一个重要问题，我们在前期观测中发现，找到一个优质脉冲星候选体，需要在数万到数十万张图中进行搜寻，在正式开展巡天后，仅靠人工是无法完成这项工作的，还必须不断提高机器识别脉冲星的能力，以减轻人的工作负担。现在看来，这条路走得比较顺利。

“早出成果”已实现，“多出成果”在路上，“出好成果”可期待，“出大成果”靠积累。重器已备，方向已明，余下的事就是我辈天文学家的共同努力奋斗了。

                                                            银河下的FAST综合楼（图片来源：FAST工程）