FAST首次发现并认证毫秒脉冲星

近日，中国科学院国家天文台500米口径球面射电望远镜（FAST）首次发现的毫秒脉冲星得到国际认证，这是FAST继发现脉冲星之后的另一重要成果。 

通过跟踪伽马射线点源3FGL J0318.1+0252，FAST于2月27日首次发现这颗毫秒脉冲星，并通过FAST与费米伽马射线卫星大视场望远镜（Fermi-LAT）的国际合作认证了此次新发现。 

从射电波段对Fermi-LAT未认证点源进行高灵敏度后随观测，确认高能源属性，是发现新脉冲星的有效途径之一。新发现的脉冲星J0318+0253自转周期5.19毫秒，根据色散估算距离地球约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。国际大型射电天文台曾对其进行过多次脉冲星搜索，例如美国Arecibo望远镜在2013年6月开展的三次定点观测，都未探测到。科研团队通过对Fermi-LAT伽马射线数据的后随计时分析证实J0318+0253为孤立毫秒脉冲星，并提高位置精度至亚角秒量级。这是FAST–Fermi-LAT合作组的首个成果。双方将继续合作研究，并开展多波段观测分析。 

毫秒脉冲星是每秒自转上百次的特殊中子星，开展相关研究有望促进对中子星演化、奇异物质状态的理解。此外，稳定的毫秒脉冲星也是低频引力波探针。脉冲星搜索是进行引力波探测研究的基础，脉冲星计时阵是观测超大质量双黑洞发出的引力波的最有效方法。脉冲星计时阵依赖数十颗计时性质良好的毫秒脉冲星，其样本的扩大、性能的提高起始于脉冲星搜索。FAST首次发现毫秒脉冲星，展示了FAST对国际低频引力波探测做出实质贡献的潜力。由FAST项目组策划的FAST多科学目标同时巡天规划（CRAFTS，arxiv:1802.03709；http://crafts.bao.ac.cn/）也将发现大量毫秒脉冲星，大幅度提高脉冲星阵探测引力波的灵敏度。 

北京大学科维理天文与天体物理研究所研究员李柯伽表示，此次发现展示了FAST在脉冲星搜寻方面的重大潜力，凸显了大口径射电望远镜在新时代的生命力；FAST在调试阶段即取得这样的重大成果，期待早日正式运行，提高中国射电天文整体的实力。北京大学天文系教授徐仁新表示，除了科学意义外，毫秒脉冲星还有潜在的应用价值；FAST参与毫秒脉冲星的发现将为全球科学家和工程师提供更好机遇。澳大利亚科工组织研究员、国际引力波联合探测委员会（GWIC）成员G.Hobbs表示，国际射电天文界为FAST已经取得大量脉冲星发现感到兴奋，看好FAST的国际合作前景，并期待FAST为引力波探测作出贡献。 

FAST将继续调试，以期达到设计指标，通过国家验收，成为世界一流的射电天文望远镜。 

　　新发现的毫秒脉冲星PSR J0318+0253位置和积分脉冲轮廓。左，PSR J0318+0253所在伽马射线巡天图像的位置；右a，FAST一小时跟踪观测获得的射电波段积分脉冲轮廓；右b，折叠Fermi-LAT累积9年数据所获得的伽马光子积分脉冲轮廓。