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中国天眼（FAST）是世界上最大单一口径（填充）的射电望远镜，一个直径半公里的巨大反射面，就像地球硕大的眼睛，一天24小时警惕地注视着浩瀚的太空，寻找宇宙的奥秘，生命的真谛。最近，中国天眼团队宣布，自两年前开始收集数据以来，天眼已发现了84颗新的脉冲星，目前正在探测银河系中的黑暗地区，并最终测算出未来银河系里可能诞生多少颗新的“太阳”，寻找宇宙中究竟可能存在多少智慧生命的终极答案。 发现脉冲星脉冲星是会发射周期性信号的中子星，大质量恒星到了生命末期，坍缩形成中子星后，体积急剧缩小，获得的角动量让其快速旋转，其强大的磁场让它从两极发射出束状的无线电波（射电波）。当这束射电波扫过地球时，就可以被射电望远镜接收，让我们知道它的存在，并根据获得的数据分析它的各种属性，这种中子星就被称为脉冲星。 脉冲星于1967年10月由剑桥大学卡文迪许实验室24岁的女研究生乔丝琳·贝尔·伯奈尔发现，她在检测射电望远镜信号时偶然发现了有规律的脉冲信号，以为这是外星人发来的信号，第一颗脉冲星因而被称为“小绿人一号”。脉冲星被认为是20世纪60年代的四大发现，遗憾的是，伯奈尔的导师安东尼·休伊什因脉冲星的发现荣获1974年诺贝尔物理学奖，伯奈尔却被无情地忽视了，这让科学家们对此颇有微词。 脉冲星就是射电波束周期性扫过地球，从而被我们发现的中子星，科学家们估计银河系中可观测的脉冲星大约有70000个，迄今仅发现了3%。中国天眼是目前世界上最灵敏，最大全口径反射面的单口径射电望远镜，将于今年9月正式验收，截止目前已发现了84颗脉冲星，其强大的分辨率将会在未来大展身手，找到宇宙中越来越多向我们发射信号的灯塔——脉冲星，可用于构建未来宇宙飞船在太空中导航的“GPS”。 那么，除了寻找脉冲星，中国天眼还有哪些惊人的科学能力呢？ 寻找新太阳中国天眼首席科学家李菂称，未来天眼将致力于探测各种脉冲星，特别是那些极具“个性”的，比如毫秒脉冲星、双星和伽马射线脉冲星等，在引力波、系外行星、超高能宇宙射线和星际物质探测等方面为世界做出贡献，提高人类对天文学、天体物理学和基础物理学的认识。 最近李菂的团队利用美国和欧洲三台望远镜的数据，第一次在银河系中发现了暗分子云，这一发现发表在《天体物理杂志》上，并被《自然》杂志作为研究亮点介绍。 氢是宇宙中最丰富的元素，主要以原子的形态存在，只有当它转变成氢分子后，才会在引力坍缩下点燃核聚变。银河系中的黑暗区域充满富含原子和分子的气体，以及宇宙尘埃，被称为星际暗云，在这里原子氢不断地转化成分子氢，并最终形成新的恒星和行星，照亮宇宙亘古的黑暗，诞生潜在的新生命和新希望。 原子氢转变成分子氢的关键步骤发生在星际暗云的外壳，中国研究团队开发了一种被称为中性氢窄线自吸收（HINSA）的新的观测方法，直接测量分子云中的氢原子柱密度，获得了分子氢形成速率，并最终得到了星际暗云B227的化学年龄——大约600万年，尚处于婴儿时期。天眼团队将利用中国天眼，深入研究宇宙中的星际暗云，寻找分子云的形成和演化规律。 搜索高智文明目前科学家们还不知道在分子云中形成一颗恒星需要多长时间，经典模型认为需要1000万年，而一些科学家则认为只需要100万年，李菂团队的发现更支持经典模型的研究。未来中国天眼高灵敏度的观测，以及在天空覆盖方面的优势，将让科学家们能更深入地研究银河系及邻近星系仙女座中的分子云，并最终确定恒星形成的速率——德雷克公式中至关重要的第一项，为寻找银河系内可能存在的外星文明提供重要的依据。 德雷克公式通过恒星形成速率、恒星存在行星的可能性、宜居带内行星数、行星发展出生命的可能性、高等智慧生命出现的可能性、高智生命能够通讯的可能性以及高智生命的预期寿命等7个参数，来估测银河系中可能与我们接触的外星高智生命的数量。由于科学家们对这7个参数的估值分歧严重，银河系中高智文明的数量也处于从悲观的数个，到乐观的数千万个之间的巨大差异，如果能科学地测定其中任意一项，都将对高智文明存在的概率估算产生重要影响。 中国天眼在调试期间的性能已经超出科学家们的想象，正式验收后将开始雄心勃勃的观测计划，除了脉冲星和分子云的探测，还将加入国际合作，用于与生命起源相关的太空分子观测，以及搜寻潜在的地外文明发来的信号等。这些观测项目将在未来几年内进行，科学家们认为，中国天眼将对世界天文学和天体物理学领域产生深远的影响，虽然我们还无法预测它会发现什么，但它可能会深刻地改变我们对宇宙的认识。 徐德文5分钟科学频道公众号：xudewen028，最新、最前沿、最有趣！ |
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