7年破千颗，中国天眼凭暗弱脉冲星发现，破解中子星与核心谜题

在贵州深邃的群山之间，有一只 “巨眼” 正日夜凝视宇宙。

过去半个多世纪里，全球天文学家凭借各类望远镜，仅捕获约 3000 颗脉冲星；可这只 “巨眼” 只用 7 年，便打破了这项持续 55 年的纪录。它为何能有如此惊人的速度？

脉冲星为何成全球探测焦点？

在浩瀚银河系中，每颗恒星都有自己的 “生命终点”，而脉冲星正是大质量恒星死亡后的特殊 “遗骸”。

当恒星质量处于 10-30 个太阳之间时，其核心在超新星爆发的巨大压力下，会坍缩成直径仅约 20 公里、密度却堪比原子核的中子星。

部分中子星高速旋转时，会从磁极发出定向射电波束，如同宇宙中的 “灯塔”，当波束扫过地球，便形成了周期性的脉冲信号，这就是脉冲星。

脉冲星之所以让全球大型射电望远镜趋之若鹜，核心在于它是一座无法替代的 “极端物理实验室”。

在它内部，存在着地球实验室永远无法创造的环境，磁场强度可达万亿特斯拉，是地球磁场的上亿倍，引力场更是强到能扭曲时空。

过去，科学家认为中子星由纯中子构成，但新的理论提出，在极端高压下，中子可能会分解为更基础的夸克，形成人类从未见过的 “夸克态” 物质。

同时，尽管人类已观测到脉冲星的辐射信号数十年，可这些信号究竟如何产生，其背后的物理机制至今仍是未解之谜。

正是这种 “未知”，让脉冲星成为检验基础物理定律的关键对象，吸引着无数研究者探寻。

除了推动基础物理研究，脉冲星还藏着实用价值。

当它的信号穿越银河系时，会与星际介质发生相互作用，科学家通过分析信号的变化，就能像用 “X 光” 一样，透视银河系内气体、尘埃的分布与性质。

更令人惊叹的是，部分脉冲星的自转周期稳定度远超原子钟，堪称宇宙中最精准的 “时钟”。

当引力波这种爱因斯坦预言的 “时空涟漪”，穿过地球与脉冲星之间时。

会细微改变脉冲信号的到达时间，通过监测多颗脉冲星组成的阵列，人类便有望捕捉到来自遥远宇宙的低频引力波。

早在 1993 年，科学家就通过观测双中子星系统的轨道变化，间接验证了引力波的存在。

相关研究者也因此斩获诺贝尔奖，这更凸显了脉冲星在前沿科研中的重要地位。

FAST 如何打破 55 年纪录？

作为捕捉脉冲星的 “利器”，中国天眼 FAST 的观测条件并非完美无缺。

它坐落于贵州的喀斯特洼坑中，巨大的固定球面镜限制了其观测范围，只能对天顶附近 26.5 度左右的天区进行高效观测。

这种 “局限” 让它像在 “坐井观天”，无法自由转向全天任何角落。

但科研团队没有被环境限制，反而巧妙利用这一特点，精准计算银河盘面经过最佳观测天区的时间，每天只在这数小时的 “黄金窗口” 内开展观测，将有限的观测时间用到极致。

为了进一步提升效率，FAST 团队还进行了关键的技术革新，研发 “快速快照模式”。

此前，传统射电望远镜切换观测目标时，需要经历机械转动、系统校准等流程，耗时往往长达 10 分钟，对于需要大范围扫描天区的巡天任务来说，这种时间损耗极大。

而 “快速快照模式” 将目标切换时间缩短到了惊人的几秒，每次切换稳定后，就能对单个天区点进行 5 分钟的跟踪观测，3 次切换便能形成一个完整的观测覆盖区。

这种高效的观测模式，让 FAST 的巡天效率实现了数量级的提升，为其快速发现脉冲星奠定了技术基础。

正是凭借对观测时机的精准把握和技术创新，FAST 创造了脉冲星探测的 “中国速度”。

截至 2025 年 10 月，FAST 仅用约 7 年时间，就已发现 1152 颗脉冲星。

要知道，在它之前，全球各国动用各类望远镜，耗费 55 年才累计发现约 3000 颗脉冲星；更值得关注的是，FAST 的发现效率远超同期国际其他望远镜的总和，呈现出 “断层式” 领先的态势。

这种速度不仅打破了持续半个多世纪的全球纪录，更让人类在探索银河系脉冲星的道路上，迈出了前所未有的大步。

超越 “数量” 的突破

FAST 在脉冲星探测上的成就，绝非单纯的 “数量叠加”，更在于它填补了人类对银河系认知的诸多空白。

此前，全球望远镜发现的脉冲星多为信号较强的类型，而 FAST 凭借比其他望远镜高一个量级的灵敏度，捕捉到了大量暗弱脉冲星。

其发现的脉冲星平均暗弱一个量级，这些 “低调” 的天体此前因信号微弱，始终游离在人类观测视野之外。

它们的发现，就像为银河系脉冲星 “人口普查” 补充了 “偏远地区人口数据”，让人类对脉冲星族群的整体画像有了更完整的认知。

更颠覆认知的是，FAST 发现的偶然发脉冲天体占比高达 15%，这一比例远超此前科学界公认的 5%。

这类天体并非持续稳定地发射脉冲信号，而是偶尔 “闪现”，其辐射模式与传统脉冲星存在明显差异。

这一发现打破了人们对脉冲星活动性的固有认知，迫使天文学家重新审视现有脉冲星演化模型。

在破解脉冲星核心谜题上，FAST 也交出了亮眼答卷。

长期以来，部分脉冲星会出现 “辐射中断” 现象，即规律的脉冲信号突然消失，仿佛 “宇宙灯塔” 骤然熄灭，科学界曾普遍认为这些阶段脉冲星真的停止了辐射。

但 FAST 凭借 “明察秋毫” 的观测能力，在这些 “寂静期” 内探测到了极微弱的 “矮脉冲”，类脉冲持续时间短、强度低，普通望远镜根本无法捕捉。

这一发现证明，脉冲星的辐射引擎从未真正 “熄火”，只是切换到了低能态模式，为揭开脉冲星辐射物理机制这一世纪难题，提供了关键的观测证据。

从 “中国天眼” 到 “全球标杆”

FAST 的突破性成果，早已超越国界，赢得了国际学界的高度认可与赞叹。

俄罗斯科学家在研究 FAST 数据时直言 “让人震惊”，他们发现，即便在其他大型射电望远镜多次探测过的天区，FAST 仍能找到上百颗此前被遗漏的脉冲星，其灵敏度优势展现得淋漓尽致。

而脉冲星研究领域的权威、邵逸夫奖得主 Lorimer 教授的评价更具分量。

他明确指出 “FAST 巡天注定是超越世界最成功的巡天”，并强调其成果将 “深刻影响” 人类对银河系脉冲星和射电暂现源族群的认知，认可了 FAST 在该领域的引领地位。

FAST 的成就标志着中国射电天文研究实现了从 “跟跑” 到 “领跑” 的跨越。

此前，全球射电天文核心成果多由欧美国家主导，而 FAST 仅用 7 年便在脉冲星探测上实现对传统强国的超越，兑现了 “再造一个射电天文强国” 的承诺。

同时，FAST 的建设与运营模式也成为全球大科学工程的标杆。

从喀斯特洼坑的精准选址，到 “快速快照模式” 的技术创新，再到向全球开放数据的共享理念，都为其他国家建设重大科技基础设施提供了可借鉴的 “中国经验”。

更重要的是，FAST 的成果凝聚了中国科研界的智慧与决心，极大地提升了国家在基础科学领域的核心竞争力与科技自信。

从南仁东等老一辈科学家前瞻性地推动 FAST 立项建设，到新一代科研团队突破技术瓶颈、优化观测模式，两代人的接续奋斗让 “中国天眼” 从蓝图变为现实，并不断创造奇迹。

这种传承与突破，不仅推动了天体物理学的发展，更向世界证明了中国在探索宇宙奥秘的道路上，拥有不可忽视的力量。

结语

从贵州山谷中的 “巨眼” 凝望宇宙，到 7 年发现 1152 颗脉冲星颠覆全球纪录，中国天眼 FAST 的征程，是一场对宇宙奥秘的执着探索，更是一次中国科技实力的精彩亮相。

它不仅填补了人类对暗弱脉冲星的认知空白，推动了基础物理研究的突破，更成为全球大科学工程的标杆。

未来，随着 FAST 持续探索，必将在引力波探测、双星演化等领域再创佳绩，让人类离宇宙的终极奥秘更近一步，也让 “中国天眼” 的光芒，在浩瀚星空中愈发璀璨。