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中国天眼FAST观测活跃重复快速射电暴系列研究成果入选2022年度中国科学十大进展
2023年3月17日，科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）发布了2022年度中国科学十大进展， “ FAST精细刻画活跃重复快速射电暴”入选。FAST快速射电暴优先和重大项目科学研究团队，利用FAST监测另一活跃重复暴FRB20201124A ，获得了迄今为止最大的FRB偏振样本，并首次探测到FRB局域环境的磁场变化，发现了频率依赖的偏振振荡现象。针对FRB190520B 、 FRB20201124A为代表的活跃重复暴，李菂领导的团队，组织FAST和美国绿岸望远镜GBT的协同观测，揭示了描述FRB周边环境的单一参数即“ RM弥散” ，首次提出了重复快速射电暴偏振频率演化的统一机制。
　　2023年3月17日，科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）发布了2022年度中国科学十大进展，“FAST精细刻画活跃重复快速射电暴”入选。系列工作通过观测活跃重复暴探究快速射电暴的机制，由中国科学院国家天文台、北京大学、之江实验室、中国科学院上海天文台相关科研团队完成。
　　快速射电暴（FRB）是宇宙无线电波段最剧烈的爆发现象，起源未知，是天文领域重大热点前沿之一。中国科学院国家天文台李菂领导团队，利用FAST发现了世界首例持续活跃的快速射电暴FRB190520B，其环境电子密度远超其它源、为已知最大，FRB190520B的持续活跃有效推进了FRB多波段研究，成为深度刻画重复FRB现象的重要进展。FAST快速射电暴优先和重大项目科学研究团队，利用FAST监测另一活跃重复暴FRB20201124A，获得了迄今为止最大的FRB偏振样本，并首次探测到FRB局域环境的磁场变化，发现了频率依赖的偏振振荡现象。针对FRB190520B、FRB20201124A为代表的活跃重复暴，李菂领导的团队，组织FAST和美国绿岸望远镜GBT的协同观测，揭示了描述FRB周边环境的单一参数即“RM弥散”，首次提出了重复快速射电暴偏振频率演化的统一机制。上述系列工作精细刻画了重复快速射电暴及其环境，为揭示其起源奠定观测基础。
　　“中国科学十大进展”旨在宣传我国重大基础研究科学进展，遴选程序分为推荐、初选和终选3个环节。终选邀请中国科学院院士、中国工程院院士、国家重点实验室主任、国家重点研发计划有关重点专项总体专家组成员和项目负责人、原973计划顾问组和咨询组专家及项目首席科学家等知名专家学者对候选科学进展进行网上投票，得票数排名前10位的最终当选。
　　

2023-03-17
国内首次实现9k×9k全帧转移CCD天文观测
在载人航天工程项目支持下，国家天文台宇宙大尺度结构与巡天研究团组成功研制9k × 9k全帧转移CCD天文相机，于2023年2月12日至17日联合CSST科学数据处理系统共同在兴隆观测基地80cm望远镜上开展了试观测。？？？图1 ： NGC3631 （进口CCD拍摄）：左为全画面，右为星系局部放大？图2 ： M38疏散星团（国产CCD拍摄）？？图3 ：安装了9k × 9k CCD相机的兴隆站80cm望远镜（左）和相机研制人员合影（右）？.
　　在载人航天工程项目支持下，国家天文台宇宙大尺度结构与巡天研究团组成功研制9k×9k全帧转移CCD天文相机，于2023年2月12日至17日联合CSST科学数据处理系统共同在兴隆观测基地80cm望远镜上开展了试观测。这是国内首次基于9k×9k全帧转移CCD的天文观测，使用了国产CCD和进口CCD。
　　通过本次观测，团队获得了若干标准星、星团和星系的g波段图像以及相应的本底、暗场和天空平场。图 1展示了进口CCD观测的NGC3631图像。受望远镜视场和滤光片尺寸限制，实际只使用了靶面中心区域。图 2展示了M38疏散星团的g波段图像，为国产CCD拍摄。
　　本次观测验证了我台自研的多通道、大靶面CCD相机的性能，同时也为CSST科学数据处理系统提供了实测数据，将为后续相机和国产CCD的改进提供依据。
　　
　　图1：NGC3631（进口CCD拍摄）：左为全画面，右为星系局部放大
　　
　　图2：M38疏散星团（国产CCD拍摄）
　　
　　图3：安装了9k×9k CCD相机的兴隆站80cm望远镜（左）和相机研制人员合影（右）

2023-03-13
我国天文学家的新发现挑战“恒星初始质量分布规律不变”经典理论
北京时间2023年1月19日凌晨，国际学术期刊《自然》杂志发表了中国科学院国家天文台刘超研究员带领的研究团队的一项重大成果。发挥我国重大科技基础设施郭守敬望远镜（ LAMOST ）超大光谱数据样本优势，结合欧洲空间局盖亚（ Gaia ）卫星数据，研究团队发现天体物理学中一个非常重要的基础理论“恒星初始质量分布规律”会随着恒星金属元素含量和年龄发生显著变化。广袤宇宙的千亿星系中无时无刻不在诞生着新的恒星，同一恒星形成区会批量形成许多不同质量的新生恒星。恒星初始质量分布规律，天文学上通常称为恒星初始质量函数，它描述了一群恒星在刚刚诞生时，不同质量的恒星所占的比例。
　　北京时间2023年1月19日凌晨，国际学术期刊《自然》杂志发表了中国科学院国家天文台刘超研究员带领的研究团队的一项重大成果。发挥我国重大科技基础设施郭守敬望远镜（LAMOST）超大光谱数据样本优势，结合欧洲空间局盖亚（Gaia）卫星数据，研究团队发现天体物理学中一个非常重要的基础理论“恒星初始质量分布规律”会随着恒星金属元素含量和年龄发生显著变化，挑战了恒星初始质量分布规律不变的经典理论，刷新了人类对这一基本概念的认知，这将对天体物理多个领域的研究产生深远影响。论文合作者还包括北京师范大学天文和天体物理前沿科学研究所、南京大学、紫金山天文台等单位的研究人员。
　　广袤宇宙的千亿星系中无时无刻不在诞生着新的恒星，同一恒星形成区会批量形成许多不同质量的新生恒星。恒星初始质量分布规律，天文学上通常称为恒星初始质量函数，它描述了一群恒星在刚刚诞生时，不同质量的恒星所占的比例。论文第一作者、国家天文台博士研究生李佳东解释说：“在整个天体物理研究中，恒星初始质量函数是现代天文学中一个非常基础的物理概念，对许多关键天体物理学问题的研究起到至关重要的作用。”
　　半个多世纪以来，天文学家通常认为恒星初始质量函数在宇宙各处及各个演化阶段是普适不变的，并作为基本假设在星系形成与演化、星团结构和演化、双星演化，甚至太阳系外行星以及引力波等诸多天体物理研究领域广泛应用，几乎成为天体物理教科书中的“经典假设”。但是近年来，天文学家通过各种新的观测，发现恒星初始质量函数很有可能不是普适不变的。论文合作者、南京大学天文系教授张智昱说：“一些迹象显示，在恒星形成活跃的环境中大质量恒星的比例更高，这意味着恒星初始质量函数可能不是普适的。” 恒星初始质量函数在宇宙各处是否变化成为困扰天文学家的重要问题，需要在银河系中找到更为直接有力的观测证据。
　　近年来LAMOST、Gaia等国内外大型天文设施投入观测运行，获得了海量观测数据，助力我国天文学家发现了恒星初始质量函数变化的直接证据。研究团队发挥LAMOST大样本光谱数据优势，筛选出目前最精细的9万多颗太阳邻域的恒星样本，并获取了每颗恒星的金属元素含量和质量。结合Gaia卫星的观测数据，研究人员首次通过最直观的恒星计数法（数星星），对具有不同金属元素含量和年龄的恒星进行统计，从观测角度直接获取了几乎不依赖于任何模型的恒星初始质量函数。
　　
　　变化的恒星初始质量函数的艺术展示图。宇宙诞生之初（围绕中心明亮部分的内环）质量较大的恒星（浅黄色的圆盘）更多；而在较年轻的星族中（外环），质量较小的恒星（红色的小圆盘）则显著增加。图中右下角展示了完成这一观测的郭守敬望远镜（LAMOST）外观。
　　研究团队发现，首次清晰观测到年轻的小质量恒星数量比例明显高于年老的恒星。此外他们还发现，金属含量越高的恒星家族中小质量恒星数量比例也越多（图2）。这是天文学家首次如此清晰地观测到恒星初始质量分布规律随着恒星金属元素含量和年龄发生了显著变化，直接导致恒星初始质量分布规律在宇宙中普适不变的基本假设不再成立，终结了一直以来天文界关于恒星初始质量分布规律是否变化的争议。
　　
　　图中横坐标显示了恒星星族的金属元素含量（金属丰度），数值越大金属丰度越高。纵坐标显示了恒星初始质量函数的形状，α数值越大表示质量较小的恒星比例越高。红色圆点显示了年老星族α值比较小，即质量较小恒星的比例低；蓝色三角形显示较年轻恒星随着金属丰度变高，α值也增加，即质量较小恒星的比例增加。
　　这一突破性成果将对天体物理学多个领域的研究产生影响。无论是测量宇宙不同阶段星系中暗物质和重子物质质量、构建星系化学演化，还是理解恒星形成过程、分析双星演化的物理机制、探测太阳系外行星，甚至包括研究恒星级引力波事件等一系列天体物理学前沿问题的研究，都将因恒星初始质量函数的变化而受到挑战。论文通讯作者刘超研究员解释：“这如同是一把会随着环境变化的‘尺子’，不能用同一把‘尺子’丈量宇宙的不同地方。在宇宙不同地方天文学家需要更换合适的‘尺子’才能得到正确的测量结果。例如，使用银河系目前的‘尺子’就无法测量早期的宇宙。”此外，论文合作者、中国科学院紫金山天文台符晓婷副研究员补充道：“如此复杂变化的恒星初始质量函数对恒星形成理论也提出了严峻的挑战”。
　　恒星初始质量函数领域的国际权威，德国波恩大学教授帕弗尔·库鲁帕（Pavel Kroupa）评价该成果：“这项研究基于大样本观测获取的高质量数据，揭示了银河系中恒星初始质量函数与银河系演化历史和环境相关。这对于深入理解银河系中不同环境不同时间恒星形成的性质非常重要。”
　　这一原创性成果是我国重大科技基础设施LAMOST在前沿基础研究取得的又一项突破性进展。未来，我国将发射中国空间站工程巡天望远镜（CSST），将助力天文学家在银河系更深远区域及近邻星系中进一步验证这一重大发现，为更深入理解恒星初始质量函数和恒星形成的物理过程提供更加丰富的观测数据。
　　论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05488-1。
　　

2023-01-19
国家天文台主持或参与2项成果入选两院院士评选2022年度“中国十大科技进展新闻”
由中国科学院、中国工程院主办，中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办，中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的“ 2022年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻”于2023年1月12日在京揭晓。？依托中国天眼FAST ，围绕“观测活跃重复暴探究快速射电暴的机制” 、 “精细描绘河内河外中性氢辐射特征” 2个主题的5项系列工作，在“ 2022年中国十大科技进展新闻”评选中拔得头筹（中国天眼FAST取得系列重要进展）。
　　由中国科学院、中国工程院主办，中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办，中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的“2022年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻”于2023年1月12日在京揭晓。
　　依托中国天眼FAST，围绕“观测活跃重复暴探究快速射电暴的机制”、“精细描绘河内河外中性氢辐射特征”2个主题的5项系列工作，在“2022年中国十大科技进展新闻”评选中拔得头筹（中国天眼FAST取得系列重要进展）。
　　“2022年中国十大科技进展新闻”另1项入选成果“‘夸父一号’发射成功，并发布首批科学图像”中，国家天文台作为“夸父一号”三台载荷之一“全日面矢量磁像仪（FMG）”牵头研制单位，做出重要贡献。
　　另外，一同揭晓的2022年度“世界十大科技进展新闻”中，“银河系中心黑洞的首张照片面世”、“人类首次成功改变小行星轨道”、“詹姆斯·韦布空间望远镜顺利入轨首次传回照片”等3项天文前沿与相关应用成果入选。这充分说明天文学是自然科学最前沿学科之一，其发展水平体现国家综合科技实力。
　　《两院院士评选“2022年中国/世界十大科技进展新闻”揭晓》报道链接：https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/1/492395.shtm。

2023-01-12
中国天眼FAST精细刻画射频宇宙偏振特征
快速射电暴（ FRB ）是宇宙中射电波段最强烈的爆发现象，其在毫秒量级的时标内可以释放太阳一天、一月甚至一年的能量，与之对应的辐射机制与起源则尚未可知。到目前为止，已有超过600个快速射电暴源被探测到，其中绝大多数只有一次探测，不到5%的快速射电暴观测到重复爆发，其中不到10例相对活跃。作为电磁波的基本属性之一，偏振携带着光源本征的辐射特征以及光线传播环境的关键信息。一般的光源，包括白织灯和大多数恒星例如太阳，属于非偏振光源，而在几乎所有重复爆发的快速射电暴中都曾探测到线偏振，但圆偏振较为罕见，此前只有一例重复暴FRB20201124A中有圆偏振的报道。
　　快速射电暴（FRB）是宇宙中射电波段最强烈的爆发现象，其在毫秒量级的时标内可以释放太阳一天、一月甚至一年的能量，与之对应的辐射机制与起源则尚未可知。2007年人类发表第一例快速射电暴，“Lorimer Burst”，催生了一个飞速发展的全新领域。到目前为止，已有超过600个快速射电暴源被探测到，其中绝大多数只有一次探测，不到5%的快速射电暴观测到重复爆发，其中不到10例相对活跃。
　　作为电磁波的基本属性之一，偏振携带着光源本征的辐射特征以及光线传播环境的关键信息。一般的光源，包括白织灯和大多数恒星例如太阳，属于非偏振光源，而在几乎所有重复爆发的快速射电暴中都曾探测到线偏振，但圆偏振较为罕见，此前只有一例重复暴FRB20201124A中有圆偏振的报道。
　　FRB20121102A是第一例被发现的重复暴。FRB20190520B是天眼CRAFTS巡天发现的首例持续活跃重复暴。作为数百例快速射电暴中唯二的拥有射电持续源（PRS）的爆发源，它们可能代表了特殊的起源或者特殊的演化阶段。通过深度监测，中国天眼FAST捕获到两源的极端活跃期，积累了大量宝贵观测数据，使研究人员得以尝试精细刻画动态宇宙中这一神秘现象的偏振特征。
　　中国科学院国家天文台李菂团队系统分析了中国天眼（FAST）对FRB20121102A和FRB20190520B的观测数据，发现两个重复暴均有不到5%的少量爆发存在圆偏振辐射特征，圆偏振度最高可达64%。如此高的圆偏振度限制了圆偏振来自多路径传播。可能的机制有极端磁场环境中的法拉第转换（Faraday conversion）或者是FRB源的本征特征。目前测算，圆偏振在非重复快速射电暴脉冲中出现的概率高于重复暴。显示无论哪种机制，重复暴产生圆偏振的条件更为苛刻。
　　这一发现，将有圆偏振重复暴的样本数量从1增加到3。作为为数不多的活跃重复暴，FRB20121102A、20190520B和20201124A圆偏振的探测暗示圆偏振可能是重复快速射电暴的共有特征。FAST进一步系统的精细刻画动态宇宙的射频偏振特征，将加深对于快速射电暴辐射机制的了解，有望最终揭示这一神秘天体物理现象的起源。
　　这一工作于北京时间2022年12月26日，在“中国科技期刊卓越行动计划 ”综合性领军期刊《Science Bulletin》上作为封面文章发表（Feng et al. 2022, Science Bulletin, 23, 2398）。
　　文章链接： https://doi.org/10.1016/j.scib.2022.11.014。
　　

2022-12-26
国际上首次实现大视场龙虾眼 X 射线成像观测
近日，中科院空间新技术试验卫星SATech-01的首个正式发表的成果在线刊出。的在轨测试首光,科学家成功获得了一批天体的真实大视场X射线实测图像和能谱。这是国际上首次获得并公开发布的大视场X射线聚焦成像观测结果。该成果标志着我国率先掌握了X射线龙虾眼聚焦成像技术，并成功实现了在轨实验验证。首批结果以“首次龙虾眼聚焦望远镜的大视场X射线在轨观测（ First Wide Field-of view X-Ray Observations by a Lobster-eye Focusing Telescope in Orbit ） ”为题在国际期刊《天体物理学快报》（ Astrophysical Journal Letter ）上发表。结果显示，单次（约13分钟）的观测就能够同时探测到多个方向上的X射线源，包含了黑洞和中子星X射线双星。
　　近日，中科院空间新技术试验卫星SATech-01的首个正式发表的成果在线刊出。利用卫星上搭载的EP-WXT探路者“龙虾眼天文成像仪”莱娅（ LEIA，图1）的在轨测试首光，科学家成功获得了一批天体的真实大视场X射线实测图像和能谱。这是国际上首次获得并公开发布的大视场X射线聚焦成像观测结果。该成果标志着我国率先掌握了X射线龙虾眼聚焦成像技术，并成功实现了在轨实验验证。首批结果以“首次龙虾眼聚焦望远镜的大视场 X 射线在轨观测（First Wide Field-of view X-Ray Observations by a Lobster-eye Focusing Telescope in Orbit）”为题在国际期刊《天体物理学快报》（Astrophysical Journal Letter）上发表。
　　传统的X射线聚焦望远镜观测视场很小，一般在 1 度以下。40 多年前国际上提出了微孔龙虾眼成像的概念，可以实现大视场的X射线聚焦成像。尽管光子接收面积远小于传统的望远镜，龙虾眼望远镜具有大观测视场的优势，可以对一个大的天区范围内天体的活动同时进行监测，是X射线时域天文学所追求的下一代设备。但由于研制困难，这一目标长期未能实现。近二十年多来，国际上几个著名空间科学机构及实验室都在开展微孔龙虾眼技术的研发。以中科院国家天文台张臣和凌志兴为带头人的团队自2011年起开展了该技术的研发，通过自主创新，掌握了该技术的原理和应用，具有完全自主知识产权。在国家自然科学基金委和中科院天文联合基金支持下，国家天文台与北方夜视集团有限公司合作，突破关键技术，研制出指标国际领先的微孔龙虾眼器件。在中科院空间科学先导专项的支持下，国家天文台成功研制出龙虾眼聚焦镜，并由中科院上海技物所集成研制出完整的宽视场X射线望远镜，作为中科院爱因斯坦探针（EP）卫星 WXT载荷的一个实验模块。该设备的关键器件，包括龙虾眼聚焦镜和由大阵列CMOS传感器组成的焦面探测器，均为我国自主研发。这也我国科学家创新性的CMOS应用于空间X射线天文探测，属国际首次。
　　北京时间2022年7月27日，该实验模块（后命名为莱娅）搭载由中科院微小卫星创新研究院抓总研制的空间新技术试验卫星（SATech-01）发射升空。作为 EP 卫星WXT探路者，莱娅的观测视场可达340 平方度（18.6度x18.6度），是国际上首个宽视场X射线聚焦成像望远镜。其视场大小比国际上传统的聚焦望远镜提高了至少100倍。
　　国家天文台EP卫星科学中心利用莱娅的在轨开机测试观测，首次获得了一批天体的大视场X射线实测图像和能谱。图2展示了莱娅的首光图像：对银河系中心天区单次观测获得的X射线图像（左图）和地面仿真图像（右图）。结果显示，单次（约13 分钟）的观测就能够同时探测到多个方向上的X射线源，包含了黑洞和中子星X射线双星。同时，从数据中还能获得这些天体X射线辐射强度随时间变化的信息，以及天体的X射线能谱。观测结果与仿真结果高度一致。莱娅创新的、独一无二的宽视场聚焦成像能力及其所验证的龙虾眼望远镜的巨大科学潜力，引起了国际同行的广泛关注。其首光结果的论文已经发表在《天体物理学快报》杂志上。张臣研究员（国家天文台）为第一作者，凌志兴研究员（国家天文台）和孙胜利研究员（上海技物所）为共同通讯作者。
　　在轨测试完成后，莱娅迄今已开展了三个多月的在轨定标实验和部分科学观测，并开始取得初步科学成果。例如，莱娅发现了一例恒星的超级X射线耀发，并引导了NASA的SWIFT和NICER空间望远镜进行了跟踪观测；探测到迄今最亮的伽马射线暴的余辉辐射；完成了1/2 全天X射线天图的测绘。未来莱娅将开展常规科学观测，预计每半年可获取一次完整的全天X 射线天图，发现新的X 射线暂现天体和爆发天体，并将开展引力波X 射线对应体的搜寻。
　　中科院空间新技术试验卫星（SATech-01）的目标是通过快速发射验证空间新材料、新器件、新技术，助力空间科技创新；孵化出具有重大科学意义、面向国家战略需求的空间探测仪器和项目。卫星平台及载荷的经费均为自筹。莱娅的这一成果也表明空间新技术试验卫星达到了预期的目标。
　　文章链接： https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aca32f 。
　　图1: 中科院空间新技术试验卫星（SATech-01）和搭载的莱娅龙虾眼望远镜，搭乘力箭1号火箭与2022年7 月27日在酒泉成功发射。
　　图2：莱娅对银河系中心天区单次观测获得的X射线图像（左图）和地面仿真图像（右图），左右图的观测时长同为798s，能段为0.5-4 keV，视场18.6度x18.6度。（左图中标记为4U 1826-24的源是捕捉到的一个变亮的中子星 X 射线双星）。
　　

2022-12-14
中国天眼FAST获得银河系气体高清图像
近日，国家天文台韩金林研究员领导的科研团队利用中国天眼FAST揭示了银河系星际介质前所未见的高清细节。他们在搜寻银河系内脉冲星的过程中，同步记录了星际介质的谱线数据，揭示出银河系中性氢气体的精致结构和电离气体的弥漫特征。他们还测量大量暗弱脉冲星的法拉第效应，显现出银河系内大范围的磁场特征。这些研究结果对理解银河系内的星际生态循环有重要意义。作为人类在浩瀚宇宙中的家园，银河系的结构和组成依然有很多谜团。恒星由生到死、不断演化，其中一些最终爆炸成为超新星，产生超新星遗迹和脉冲星。银河系星际介质隐藏了恒星生生死死的奥秘，一直是天文学家不断探索的目标。
　　近日，国家天文台韩金林研究员领导的科研团队利用中国天眼FAST揭示了银河系星际介质前所未见的高清细节。他们在搜寻银河系内脉冲星的过程中，同步记录了星际介质的谱线数据，揭示出银河系中性氢气体的精致结构和电离气体的弥漫特征。他们还测量大量暗弱脉冲星的法拉第效应，显现出银河系内大范围的磁场特征；新证认出两例超新星爆炸的遗迹。这些研究结果对理解银河系内的星际生态循环有重要意义。系列论文于2022年12月10日作为特别专题发表在我国综合国际期刊《中国科学：物理学力学天文学》（英文简称SCPMA）上。
　　
　　国家天文台“王绶琯巡天突击队”成员
　　璀璨群星聚集夜空，形成了一条横亘苍穹的银河。作为人类在浩瀚宇宙中的家园，银河系的结构和组成依然有很多谜团。银河内千亿恒星之间的广袤星际空间并非虚无，而是充满了稀薄的星际介质。其中弥漫分布的氢原子气体辐射出频率为1420MHz的谱线；稠密氢原子汇聚冷却，形成氢分子云团，在高密度云团核心中孕育出新一代恒星；新生的明亮恒星能电离周围气体。恒星由生到死、不断演化，其中一些最终爆炸成为超新星，产生超新星遗迹和脉冲星。爆炸激波能压缩星际空间的气体，将电子加速到接近光速。这些高速电子在星际磁场中运动，辐射微弱的无线电波。银河系星际介质隐藏了恒星生生死死的奥秘，一直是天文学家不断探索的目标。
　　中国天眼FAST是目前世界上灵敏度最高的单口径射电望远镜，因为配备了高灵敏度的L波段19波束制冷接收机，使它成为发现脉冲星、研究银河系星际介质的利器。韩金林研究团队于2019年巧妙设计并启动了银道面脉冲星快照（GPPS）巡天，至今不到三年时间已发现500多颗脉冲星，亮度比之前发现的脉冲星暗弱一个量级。他们在搜寻脉冲星的同时，同步记录了星际气体辐射的谱线数据，兼具高灵敏度、高频谱分辨率、高空间分辨率的特征，是研究银河系结构和星际生态循环极其宝贵的资源。该团队最近完成了第一批GPPS巡天谱线数据的处理，发布了银河系星际空间原子气体、电离气体、磁场以及无线电辐射的最新研究结果。
　　
　　FAST揭示的银河星际氢原子气体分布图（速度区间-150 km/s到+150 km/s的累积）
　　在第一次数据释放中，FAST探测了银经33°至55°，银纬±2°之间共88平方度天区的中性氢原子气体的天空分布图。虽然精细校准还在进行之中，初步结果已经是国际上迄今为止灵敏度最高的氢原子气体探测，展示了氢原子气体分布前所未有的细节特征，甚至探测到距离银河系中心6万光年之外、其他望远镜都看不清的小小云团，为银河系的气体动力学研究和旋臂结构等前沿课题提供高质量观测数据集。澳大利亚塔斯马尼亚大学、美国明尼苏达大学名誉教授John M. Dickey在新闻透视专栏写道：“与之前的所有HI巡天相比，GPPS巡天谱线测量在角分辨率和灵敏度上的提高令人印象深刻”，“第一篇论文的发表是一个具有里程碑意义的成就，值得庆祝和国际关注”。
　　
　　FAST揭示的银河系星际空间电离气体分布图（速度区间-40 km/s到+120 km/s的累积）
　　星际空间电离气体是银河系中最后一个尚未深究的主要组分。该团队还处理了GPPS巡天同步记录谱线数据中的氢原子复合线，得到了与氢原子同一天区银河系星际空间的电离气体的分布，揭示了由明亮恒星电离的高亮度区域和未知来源的弥漫气体，结构相当丰富，为银河系内气体的生态循环和恒星形成研究提供了不可或缺的难得数据集。美国国家射电天文台Dana S. Balser 研究员在同期新闻透视专栏评论，“这是迄今为止探测灵敏度最高的射电复合线巡天，因为具有足够高的空间分辨率，可以将弥漫的电离气体成分与HII区分辨开......对弥漫气体而言，FAST这样的大望远镜可以做最佳探测”。
　　银河系星际介质中，磁场弥漫于整个星系，极难测量和研究。该团队依靠FAST的灵敏度优势，新测量了134颗银晕暗弱脉冲星的偏振和法拉第效应，研究出银晕磁场强度约为2微高斯。利用新测量的银盘脉冲星的法拉第效应数据，还得到了银河更遥远区域内磁场方向反转的证据。没有FAST，很难开展如此大范围的星际磁场探测。
　　作为FAST对星际无线电连续谱辐射特征的探测试验，该团队利用FAST对5°× 7°天区进行了扫描成像。结果确认了两个大的暗弱无线电辐射结构（G203.1+6.6 和 G206.7+5.9）是超新星爆炸产生的壳层遗迹，其中一个距离太阳很近，仅有约1400光年。到目前为止，人类已知的超新星遗迹仅仅只有300多个。
　　专题主编上海交通大学景益鹏院士在编者按表示：“高灵敏度FAST观测揭示了银河系前所未有的细节。所发表的中性氢和电离氢数据库可以用于探索银河系星际气体的许多特征，为世界范围内的天文学家提供宝贵的数据资源”。
　　韩金林研究员说，“FAST作为世界顶级的大射电望远镜，观测时间极其宝贵。我们对银河系逐点巡测、搜寻脉冲星过程中，顺带收集了数据，得到了银河系气体的高清图像，没有额外使用宝贵的望远镜时间”。目前，他领衔的科研团队仍在努力巡测FAST可见的银河区域，目标是最终完成银河2900平方度区域巡测，未来结果可期。这个年轻团队平均年龄33岁，是国家天文台授旗的“王绶琯巡天突击队”，他们矢志发扬已故天文学家王绶琯院士勇于探索的科学精神，持观天利器、出重大成果。这次将高质量论文发表在祖国自己的刊物上。
　　本研究主要由国家自然科学基金委员会基础科学中心支持。
　　
　　了解“天眼看银河”项目详细内容和相关数据，请登陆项目网站: http://zmtt.bao.ac.cn/MilkYWayFAST/
　　了解“天眼看银河”专题论文和国际专家评价，请登陆SCPMA网站: https://www.sciengine.com/SCPMA/issue/65/12。
　　专题论文相关链接：
　　1. 编者按：https://www.sciengine.com/SCPMA/doi/10.1007/s11433-022-2037-2
　　2. 银河系中性氢HI：https://www.sciengine.com/SCPMA/doi/10.1007/s11433-022-2040-8
　　3. 银河系电离气体：https://www.sciengine.com/SCPMA/doi/10.1007/s11433-022-2039-8
　　4. 银河系磁场：https://www.sciengine.com/SCPMA/doi/10.1007/s11433-022-2033-2
　　5. 新超新星遗迹：https://www.sciengine.com/SCPMA/doi/10.1007/s11433-022-2031-7
　　6. Dickey教授新闻透视：https://www.sciengine.com/SCPMA/doi/10.1007/s11433-022-2030-x
　　7. Balser研究员新闻透视：https://www.sciengine.com/SCPMA/doi/10.1007/s11433-022-2038-7
　　

2022-12-10
国家天文台召开传达学习贯彻党的二十大精神大会
10月27日下午，国家天文台组织召开全台传达学习贯彻党的二十大精神大会。中国共产党第二十届中央委员会候补委员、中国科学院院士、国家天文台台长常进同志专题传达了党的二十大和二十届一中全会精神，传达了党中央和院党组关于学习宣传贯彻党的二十大精神的有关部署要求和工作安排，对全台上下深入学习宣传贯彻党的二十大精神工作作出全面部署。会议强调，习近平总书记亲切关心关怀中国天文科技事业发展，党的二十大为今后中国天文科技事业的发展指明了方向。为建设世界科技强国、全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴作出应有的创新贡献。
　　10月27日下午，国家天文台组织召开全台传达学习贯彻党的二十大精神大会。中国共产党第二十届中央委员会候补委员、中国科学院院士、国家天文台台长常进同志专题传达了党的二十大和二十届一中全会精神，传达了党中央和院党组关于学习宣传贯彻党的二十大精神的有关部署要求和工作安排，对全台上下深入学习宣传贯彻党的二十大精神工作作出全面部署。
　　会议由党委书记汪洪岩同志主持。全体台领导，部分老领导，党委委员、纪委委员，台务委员，各科研单元、管理支撑部门负责人，中层以上领导干部，工会委员会委员，团委、妇委会、研究生会负责人，各党总支、党支部书记，各分工会主席，台农工党、九三学社基层组织负责人和无党派人士代表等参加了会议。
　　
　　常进介绍了党的二十大和二十届一中全会的基本情况，从深刻领会党的二十大的重大现实意义和深远历史意义、深入学习党的二十大精神的丰富内涵和核心要义、深入贯彻落实党的二十大关于科教兴国战略的重要部署、牢牢把握以伟大自我革命引领伟大社会革命的重要要求等方面全面系统地传达了党的二十大精神，并就“以党的二十大精神为指引，全面推进中国天文科技事业实现新的跨越”进行了全面部署。纪委书记欧云同志传达了党的二十大关于十九届中央纪律检查委员会工作报告的决议和关于《中国共产党章程（修正案）》的决议精神。
　　会议指出，党的二十大是在全党全国各族人民迈上全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的关键时刻召开的一次十分重要的大会，达到了统一思想、坚定信心、明确方向、鼓舞斗志的目的，是一次高举旗帜、凝聚力量、团结奋进的大会，在党和国家发展的历史进程中具有极其重大的意义，必将对全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴，对夺取中国特色社会主义新胜利发挥十分重要的指导和保证作用，以习近平同志为核心的党中央必将团结带领全国各族人民开拓中国特色社会主义更为广阔的发展前景。
　　会议指出，党的二十大全面总结了过去五年工作和新时代十年伟大变革，高度评价了十九届中央委员会的工作，明确宣告了从现在起中国共产党的中心任务，对未来一个时期党和国家事业发展作出战略部署，向全党全军全国各族人民发出了号召，吹响了号角。新时代新征程上，我们要深刻领悟“两个确立”的决定性意义，增强“四个意识”、坚定“四个自信”、做到“两个维护”，自觉在思想上政治上行动上同以习近平同志为核心的党中央保持高度一致；坚持加强党的全面领导，坚持中国特色社会主义道路，坚持以人民为中心的发展思想，坚持深化改革开放，坚持发扬斗争精神；持之以恒推进全面从严治党；牢记空谈误国、实干兴邦，坚定信心、同心同德，埋头苦干、奋勇前进，为全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴而团结奋斗。
　　会议强调，党的二十大强调了教育、科技和人才三位一体，提出了很多重大思想观点、重大判断、重大举措，进一步彰显了以习近平同志为核心的党中央对于教育、科技、人才的高度重视，进一步凸显了党中央把握发展大势、立足当前、着眼长远的战略定力。我们要深刻把握党中央对科教兴国战略的重大部署，准确把握“教育、科技、人才”的辩证关系和发展逻辑，构建教育、科技、人才工作协同发展、相互促进的良性格局，站在全面推进中华民族伟大复兴全局的高度来谋划推动我们的工作。
　　会议要求，全台上下要不断提高政治站位，把学习宣传贯彻党的二十大精神作为当前和今后一个时期最重要的政治任务，迅速掀起传达学习宣传贯彻落实的热潮，把学习宣传贯彻工作与重温对标习近平总书记对中国天文科技事业的系列重要指示批示精神相结合，将习近平总书记的重要指示批示精神、党的二十大精神，转化为勇攀天文研究新高峰的不懈动力和鲜明旗帜。要主动肩负起国家战略科技力量新的使命和重任，主动把中国天文科技事业发展融入到党和国家发展历史进程中去，履行好中国天文科技创新事业“领头羊”的重要职责，下好全国天文一盘棋，做好全国实验室重组工作，以国家战略需求为导向，在天文学基础前沿研究、关键核心技术攻关、重大科技基础设施建设运行、空间科学探测与应用等领域集聚攻关，不断取得新的、更多、更大的成果，为加快实现高水平科技自立自强做出应有的贡献。要心系国家事、胸怀科学梦，整合我国天文领域优势研究力量，凝聚国内外最优秀人才，打造高层次天文人才聚集高地。要强化党建引领、服务科技创新，充分发挥基层党组织战斗堡垒作用和党员先锋模范作用，大力弘扬南仁东先进事迹和老一辈科学家精神，加强协同创新和对外开放，把“持续产出世界领先水平的重大原创成果”作为一项重大的政治任务抓紧、抓实、抓好。
　　会议强调，习近平总书记亲切关心关怀中国天文科技事业发展，党的二十大为今后中国天文科技事业的发展指明了方向。会议号召，蓝图已经绘就，号角已经吹响，我们要以时不我待的紧迫感、责任感和使命感，把学习贯彻党的二十大精神转化为推进各项工作的强大动力，踔励奋发、勇毅前行，不断实现新发展、新跨越，为建设世界科技强国、全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴作出应有的创新贡献。
　　

2022-10-28
中国天眼FAST发现宇宙中最大原子气体结构
近日，中国科学院国家天文台徐聪研究员领导的国际团队，利用中国天眼FAST对著名致密星系群“斯蒂芬五重星系”及周围天区的氢原子气体进行了成像观测，发现了1个尺度大约为2百万光年的巨大原子气体系统，比我们所在的银河系大20倍。宇宙中所有天体的起源都离不开原子气体，例如星系主要的演化过程就是不断从宇宙空间吸收原子气体然后将其转化为恒星的过程。中国天眼FAST是当今世界上口径最大、灵敏度最高的单口径射电望远镜，能够探测到远离星系中心的极其稀薄的弥散原子气体所发出的暗弱辐射，为研究宇宙中天体的起源打开了一个崭新的窗口。
　　近日，中国科学院国家天文台徐聪研究员领导的国际团队，利用中国天眼FAST对著名致密星系群“斯蒂芬五重星系”及周围天区的氢原子气体进行了成像观测，发现了1个尺度大约为2百万光年的巨大原子气体系统，比我们所在的银河系大20 倍。这是迄今为止在宇宙中探测到的最大的原子气体系统，得益于FAST超高灵敏度带来的前所未有的极端暗弱天体探测能力。该成果于北京时间2022年10月19日在国际学术期刊《自然》杂志发表。
　　观测宇宙中的气体是天体物理中一个非常重要的研究课题。宇宙中所有天体的起源都离不开原子气体，例如星系主要的演化过程就是不断从宇宙空间吸收原子气体然后将其转化为恒星的过程。射电天文波段能够对宇宙中的原子气体进行直接观测。中国天眼FAST是当今世界上口径最大、灵敏度最高的单口径射电望远镜，能够探测到远离星系中心的极其稀薄的弥散原子气体所发出的暗弱辐射，为研究宇宙中天体的起源打开了一个崭新的窗口。
　　FAST这项最新发现揭示了在远离该星系群中心的外围空间存在大尺度的低密度原子气体结构。这些气体结构的形成很可能与 “斯蒂芬五重星系”早期形成时，星系间相互作用的历史有关，已经存在了大约十亿年。这项发现对研究星系及其气体在宇宙中的演化提出了挑战，因为现有理论很难解释为什么在如此漫长的时间里，这些稀薄的原子气体仍没有被宇宙空间中的紫外背景辐射电离。FAST的这项观测成果预示着宇宙中可能存在更多这样大尺度的低密度原子气体结构。
　　
　　FAST探测到的在著名致密星系群“斯蒂芬五重星系”周围天区中的原子气体分布（用红色光晕显示;光晕越薄表示气体柱密度越低）。自从1877年被法国天文学家斯蒂芬发现后到现在，“斯蒂芬五重星系”是最受关注的星系群，也成为韦布空间望远镜第一批观测并首次向公众展示的五个目标之一。图中背景为用光学望远镜得到的彩色光学图像。斯蒂芬五重星系位于图像中间。嵌入图是韦布空间望远镜最近发布的红外波段彩图：蓝光和白光代表在近红外波段的恒星辐射，橙色光和红光代表在中红外波段的气体和尘埃辐射（图片来源：NASA、ESA、CSA、STScI)。

2022-10-20
国家天文台利用嫦娥五号返回样品纠正月球晚期玄武岩的遥感光谱解译
以往地基望远镜和月球轨道器遥感光谱数据的分析，普遍认为月球正面西部晚期月海玄武岩覆盖的区域富含橄榄石，这是约束月球晚期玄武岩成因的重要因素。嫦娥五号成功着落于月球风暴洋东北部的玄武岩平原，返回样品的研究显示其玄武岩的年龄仅为20亿年，是月球上最年轻的玄武岩地层。嫦娥五号任务采集的月壤样品，作为从月球晚期玄武岩区域返回的唯一地面真值，为我们研究月球晚期火山活动提供了宝贵的机会。Communications ，受国家科技重大专项探月工程三期和中国科学院重点部署项目“嫦娥五号月球样品的综合性研究”项目共同资助。
　　根据以往地基望远镜和月球轨道器遥感光谱数据的分析，普遍认为月球正面西部晚期月海玄武岩覆盖的区域富含橄榄石，这是约束月球晚期玄武岩成因的重要因素。然而该推论是否正确，由于缺乏实际样品的分析而无法证实。嫦娥五号成功着落于月球风暴洋东北部的玄武岩平原，返回样品的研究显示其玄武岩的年龄仅为20亿年，是月球上最年轻的玄武岩地层。嫦娥五号任务采集的月壤样品，作为从月球晚期玄武岩区域返回的唯一地面真值，为我们研究月球晚期火山活动提供了宝贵的机会。
　　北京时间2022年10月10 日，国际科学期刊《自然 · 通讯》（Nature Communications）在线发布我国嫦娥五号样品的一项研究成果。中国科学院国家天文台李春来、刘建军研究员领导的团队，结合嫦娥五号月球样品的实验室分析结果和遥感探测数据，解答了过去对月球晚期玄武岩遥感光谱解译的疑惑，纠正了月球晚期玄武岩独特遥感光谱特征的物质成分解译结果。
　　研究团队通过对返回月壤样品开展实验室光谱和X射线衍射分析，与以往获取的月球样品进行对比，并结合电子探针分析的数据结果，证明嫦娥五号月壤的光谱特征主要是由其富含的富铁高钙辉石引起，而非富含橄榄石所致。由于国外历次月海采样任务鲜有以富铁高钙辉石为主的月壤样品，加之富铁高钙辉石晶体结构的特点在光谱特征上与月球上常见的橄榄石光谱相近，导致了月球晚期玄武岩的遥感光谱被错误地解译为富含橄榄石。为了解决富铁钙辉石与富橄榄石月壤光谱的易混性，研究团队基于大量地面实测的橄榄石和辉石混合物光谱数据，提出了一种新的基于光谱参数判别月壤中橄榄石含量的遥感光谱反演方法，能够有效地解决月表富橄榄石区域和富铁钙辉石区域的区分和圈定问题，为利用遥感光谱数据探测月表主要矿物成分和分布提供了新的方法。
　　研究团队的进一步分析结果显示，月表其他被认为是晚期玄武岩覆盖的区域与嫦娥五号着陆区有着相似的光谱学和地球化学特征（如铁、钛含量），这说明它们可能具有与嫦娥五号样品相似的岩石矿物学组成，都应是以富铁的高钙辉石为主，而非过去遥感光谱推测的橄榄石为主。结合月球晚期玄武岩的分布范围、持续时间及覆盖厚度的特点，晚期玄武岩的热源在强度上较弱，但可能在很大范围内长期稳定和活跃，形成该热源的机制可能包括月球表面厚风化层（megaregolith）的覆盖和地球与月球之间的潮汐作用。本研究对回答关于月球晚期玄武岩物质组成的问题，深化对月球热演化历史，特别是月球晚期火山活动特点的认识具有重要意义。
　　研究成果发表于国际学术期刊Nature Communications，受国家科技重大专项探月工程三期和中国科学院重点部署项目“嫦娥五号月球样品的综合性研究”项目共同资助。
　　
　　利用嫦娥五号返回样品纠正月球晚期玄武岩的遥感光谱解译
　　

2022-10-14

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