銀河系還存在多少新天體？科研人員又有了新發(fā)現(xiàn)。

近日，中科院上海天文臺(tái)張翔助理研究員與她的澳洲合作者、來(lái)自科廷大學(xué)國(guó)際射電天文研究中心的Hurley-Walker博士等通過(guò)分析SKA先導(dǎo)望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)具有異常緩慢周期性輻射的射電暫現(xiàn)源。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為該射電暫現(xiàn)源可能是一個(gè)超長(zhǎng)周期的磁星或擁有超強(qiáng)磁場(chǎng)的白矮星。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于1月27日的《自然》雜志上。

這一發(fā)現(xiàn)為搜尋低頻暫現(xiàn)源打開(kāi)了一扇新的窗口。張翔解釋?zhuān)捎谶@是在銀道面區(qū)域長(zhǎng)周期暫現(xiàn)源的首次探測(cè)，如果能繼續(xù)探測(cè)到更多具有類(lèi)似特征的暫現(xiàn)源并揭示其物理性質(zhì)，則意味著在銀河系內(nèi)存在一類(lèi)具有超強(qiáng)磁場(chǎng)的長(zhǎng)周期星體，有助于全面了解恒星的演化和死亡。

SKA將這樣探索世界

國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程，已成為世界科技創(chuàng)新領(lǐng)域重要的全球公共產(chǎn)品和提升本國(guó)創(chuàng)新能力的重要合作平臺(tái)。

平方公里陣列（Square Kilometre Array, SKA）作為一個(gè)國(guó)際大科學(xué)工程項(xiàng)目，是由全球多國(guó)合資建造和運(yùn)行的世界最大規(guī)模綜合孔徑射電望遠(yuǎn)鏡，集大視場(chǎng)、高靈敏度、高分辨率、寬頻率范圍等性能于一身，因接收總面積約“1平方公里”而得名。臺(tái)址位于南非及南部非洲8國(guó)、澳大利亞的無(wú)線電寧?kù)o區(qū)域，已于2021年啟動(dòng)建設(shè)，這也是人類(lèi)有史以來(lái)建造的最大射電望遠(yuǎn)鏡，建成后將比目前最大的射電望遠(yuǎn)鏡陣列JVLA的靈敏度提高約50倍，巡天速度提高約一萬(wàn)倍。

2019年，我國(guó)作為創(chuàng)始成員國(guó)簽署《成立平方公里陣列天文臺(tái)公約》，根據(jù)公約，自去年6月26日起，我國(guó)正式成為SKA天文臺(tái)成員國(guó)。

這種大科學(xué)裝置項(xiàng)目，對(duì)幫助科學(xué)家發(fā)現(xiàn)成果至關(guān)重要。

中科院院士、中國(guó)SKA首席科學(xué)家武向平曾介紹，SKA是下一代最先進(jìn)的射電望遠(yuǎn)鏡，科學(xué)研究目標(biāo)包括宇宙中第一代發(fā)光天體如何形成、脈沖星搜尋和引力理論檢驗(yàn)、星系形成與演化、暗能量性質(zhì)、宇宙磁場(chǎng)、引力本質(zhì)、生命分子與地外文明等，其中任何一個(gè)問(wèn)題的突破，都將是自然科學(xué)的重大變革。

“和古時(shí)候的天文學(xué)家通常在晚上探測(cè)不同，有了這些望遠(yuǎn)鏡，我們現(xiàn)在基本也不用值夜班了。”張翔告訴第一財(cái)經(jīng)記者，因?yàn)橥h(yuǎn)鏡基本上都是靠電腦操作的，望遠(yuǎn)鏡在夜間也在不斷地拍各種照片積累數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)會(huì)傳輸?shù)礁浇某阒行模?jīng)過(guò)第一波的處理后，會(huì)再通過(guò)類(lèi)似海底光纜傳送到世界各地的其他中心，便于當(dāng)?shù)乜茖W(xué)家們處理這些數(shù)據(jù)。

金葉子/攝

本次成果中，論文的第二作者、上海天文臺(tái)張翔主要承擔(dān)的是這項(xiàng)工作中的偏振校準(zhǔn)和偏振數(shù)據(jù)分析，并制作了論文中的三幅關(guān)鍵圖像。

她介紹道，由于該項(xiàng)目的原始數(shù)據(jù)量巨大，數(shù)據(jù)處理中間過(guò)程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量更大（超過(guò)1000萬(wàn)個(gè)圖像文件），數(shù)據(jù)處理過(guò)程復(fù)雜，數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)計(jì)算集群的訪存輸入輸出（IO）帶寬、數(shù)據(jù)IO帶寬、高并發(fā)任務(wù)和高并行化處理都有極高要求。

基于上述SKA偏振數(shù)據(jù)處理的特點(diǎn)和極高要求，上海天文臺(tái)作為MWA的正式成員，利用自主研發(fā)的中國(guó)SKA區(qū)域中心原型機(jī)，聯(lián)合國(guó)際SKA科學(xué)團(tuán)隊(duì)針對(duì)SKA重點(diǎn)科學(xué)目標(biāo)開(kāi)展了一系列科學(xué)研究。

值得注意的是，在本項(xiàng)研究工作中，中國(guó)SKA區(qū)域中心原型機(jī)承擔(dān)了該項(xiàng)目部分MWA數(shù)據(jù)的計(jì)算和存儲(chǔ)，參與了寬波段偏振數(shù)據(jù)的處理，完成了部分偏振圖像的分析，并與澳大利亞SKA區(qū)域中心的計(jì)算設(shè)備共同完成了其他數(shù)據(jù)處理任務(wù)。

中國(guó)SKA區(qū)域中心原型機(jī) 金葉子/攝

上海天文臺(tái)研究員、中國(guó)SKA區(qū)域中心原型機(jī)負(fù)責(zé)人安濤介紹，中國(guó)SKA區(qū)域中心原型機(jī)自2019年11月建成至今已連續(xù)兩年獲得中國(guó)十大天文科技進(jìn)展，并被SKAO（平方公里陣列天文臺(tái)）認(rèn)可為“國(guó)際首臺(tái)SKA區(qū)域中心原型機(jī)”，未來(lái)將為SKA先導(dǎo)望遠(yuǎn)鏡的大型巡天項(xiàng)目提供計(jì)算資源和技術(shù)支持，幫助全球SKA科學(xué)家產(chǎn)生更多原創(chuàng)成果。

先導(dǎo)設(shè)備的作用

本次發(fā)現(xiàn)成果的，是SKA低頻望遠(yuǎn)鏡的先導(dǎo)設(shè)備MWA （Murchison Widefield Array），位于澳大利亞西部的默奇森射電天文臺(tái)（MRO）。上海天文臺(tái)作為正式成員單位參加MWA的II期運(yùn)行，并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)及科學(xué)資源。

作為SKA低頻望遠(yuǎn)鏡的先導(dǎo)項(xiàng)目，MWA將探索宇宙再電離、河內(nèi)與河外星系巡天、時(shí)域天文物理、太陽(yáng)與電離層等方向的科學(xué)研究。

“MWA有巡天觀測(cè)模式，這是一種掃描式的觀測(cè)，這些觀測(cè)的數(shù)據(jù)積累下來(lái)，科學(xué)家就能做進(jìn)一步數(shù)據(jù)的挖掘。”張翔介紹說(shuō)，正是通過(guò)研究這些數(shù)據(jù)，他們才發(fā)現(xiàn)了一個(gè)具有異常緩慢周期性輻射的致密暫現(xiàn)源。

這顆暫現(xiàn)源于2018年初出現(xiàn)，其爆發(fā)周期約為18分鐘左右，比已知的最長(zhǎng)的脈沖星爆發(fā)周期長(zhǎng)9倍。該暫現(xiàn)源的長(zhǎng)周期和低頻波段的高偏振度均無(wú)法用已知脈沖星的理論模型和觀測(cè)特征來(lái)解釋?zhuān)纱伺懦怂且活w普通脈沖星的可能性。“我們認(rèn)為它更有可能是一顆磁星（Magnetar）或者是一個(gè)擁有超強(qiáng)磁場(chǎng)的白矮星。”

中國(guó)SKA區(qū)域中心原型機(jī) 金葉子/攝

“我們正在開(kāi)展系統(tǒng)性的搜尋，以發(fā)現(xiàn)更多的這種類(lèi)型的星體，并建立一個(gè)大樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究，從而填補(bǔ)磁星研究的空白。”張翔說(shuō)。

標(biāo)簽： 望遠(yuǎn)鏡 銀河系 天體 SKA