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以上圖片均為中科院國家天文臺提供
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依托中國天眼(FAST)天文學和天體物理學研究，國家天文臺銀道面脈沖星巡天項目團隊在短短3年內發覺了520顆脈沖星，改變了我國在脈沖星搜救與研究領域過去常年沒有話語權的局面。目前，團隊核心成員有15人，平均年紀31歲。
老舊的辦公桌上放著一摞厚厚的文獻，攤開的電腦寫得密密媽媽，10多把桌子散放著……會議室里，一場激烈的討論剛才結束。
“脈沖星搜救工作是以秒來估算的……”在國家天文臺一間陳設粗陋的辦公室里，銀道面脈沖星巡天項目團隊負責人韓金林研究員緊盯住筆記本屏幕說。前不久，團隊借助中國天眼(FAST)，闡明了銀河系星際介質前所未見的細節。她們在搜救銀河系內脈沖星的過程中，同步記錄了星際介質的譜線數據，闡明出銀河系內中性甲烷體的奢華結構和電離二氧化碳的彌漫特點；還檢測了大量暗弱脈沖星的法拉第效應，凸顯出銀河系內大范圍的磁場特點；新證認出兩例超新星爆燃的遺跡。那些研究結果對理解銀河系內的星際生態循環有重要意義。系列論文于2022年12月10日作為非常專題發表在我國綜合國際刊物《中國科學：數學學熱學天文學》上。
用中國望遠鏡作出的原創性成果，呈現在中國的學術刊物上
脈沖星是大質量星體死亡后的殘片，是宇宙中密度最高、磁場最強、自轉最快、相對論效應最明顯的天體，是研究宇宙極端環境下數學規律的理想實驗室。脈沖星的發覺和研究，是國際上大射電望遠鏡的關鍵科學目標之一。
1968年首次發覺脈沖星后的50余年間，全世界一共發覺3300多顆脈沖星。因為小型望遠鏡和專業人才的稀缺，中國在脈沖星的搜救與研究方面起步較晚。
2016年，隨著FAST的建成，這些狀況得以扭轉。截止2022年12月，我國科學家累計發覺約720顆脈沖星，其中大部份是韓金林率領的團隊發覺的，包括一批最暗弱的脈沖星、挑戰當代銀河系電子分布模型的大色散量脈沖星等。
2020年10月初的三天，韓金林遇見《天文和天體化學學研究》執行主編、中國科大學教授汪景琇，激動地分享了最新成果：“我們團隊早已發覺了100多顆脈沖星!”汪景琇聽了很激奮，當即征稿：“把成果論文發表在俺們雜志上吧!”
“論文寫作就持續了好幾個月，其間經歷數百遍更改，光用于刊物封面的那幅圖，就改了幾十遍。”團隊成員、博士生景威聰說，“脈沖星發覺數量在不斷刷新，我們發表的只是這篇論文被刊物接受這天脈沖星的發覺數。”
“在彩印的前三天晚上，韓老師還加了一幅圖，便于讓讀者更直觀地感知新發覺。”《天文和天體化學學研究》編輯部部長溫亞媛說，“這是用中國望遠鏡作出的原創性成果，他要力求完美地呈現在中國的學術刊物上。”
2021年5月，銀道面脈沖星巡天項目的首篇論文在《天文和天體化學學研究》上發表。“我們正在進行的銀道面脈沖星快照巡天項目，是銀河系系統性搜救首次步入到微央斯基量級的深水區，趕超國際其他巡測靈敏度一個量級。”汪景琇說，“這篇論文是將優秀科研成果發表在中國學術刊物上的垂范。”該論文隨后獲得中國文聯第六屆優秀科技論文選聘計劃的優秀論文獎。
澳大利亞科大學教授伯明翰對論文給與高度評價：“銀道面脈沖星巡天項目僅觀測了可觀測天區的一小部份，就將已知微秒脈沖星的數目降低了近10%，這是一個了不起的成就。”
團隊協作，探求快照模式，急劇增強觀測效率
“這些成果是團隊一起摸爬滾打做下來的。”韓金林感嘆道。
傳統的望遠鏡觀測模式通常是一個點一個點地觀測。FAST安裝了19個接收機，意味著同一時刻可以把天上19個位置上任何恒星發出的訊號都記錄出來。“我們在此基礎上突破創新，采用了更高效的觀測模式，即快照模式。這19個接收機如同19只注視星空的耳朵，通過快速微調望遠鏡，讓‘眼睛’略微轉動，把一整塊天區全部覆蓋，急劇增強觀測效率。”韓金林說。
為了測試快照模式，并驗證銀道面脈沖星巡天項目的可行性，2019年3月17日，國家天文臺副研究員王陳等6人前往1700多公里之外的深山——貴州省盤縣布依族彝族自治州羅甸縣克度鎮大窩凼，FAST就位于于此。
“FAST的接收面積相當于30個標準籃球場，順著望遠鏡走一圈大概1.6公里。”王陳被眼前的景色深深驚艷，“我們一定要用好它!”
觀測試驗分為3個小隊：一隊由高旭陽和侯立剛負責19雜波分布測試；二隊由王陳和孫京海負責快照模式控制的測試；三隊由王鵬飛和王濤負責脈沖星數據處理流程開發。昨晚，第一次觀測試驗開始。根據事先估算的結果，假若19雜波排布圖確切，這么FAST的第十八個雜波應當能看見一顆明亮的脈沖星，結果一無所獲，加之試驗時間有限，你們頓感壓力巨大。
經過緊張的復核，仔細檢測每一行代碼，最后發覺是接收機轉動方向與預期相反造成的。你們立刻改正程序，展開第二次測試。3月21日晚上，你們屏氣凝心，等待觀測結果。一條條明亮的脈沖清晰出現在筆記本屏幕中央天文學和天體物理學研究，“看到了，見到脈沖星了!”這是項目組第一次借助FAST觀測到脈沖星，所有人心中都飽含了無限自豪。
為了配合一隊、二隊的進度，三隊幾乎不眠不休開發軟件，竭力為快照觀測模式下的數據處理提供基礎程序，并為后續搜救工作做打算。這3個小組互相獨立又高度協作，幾天內就完成了測試任務。數據表明，觀測同樣面積的天區并達到相同的靈敏度，快照模式僅需21分鐘，傳統的跟蹤觀測模式則須要40到60分鐘。
“一個看似不起眼的小錯誤都可能帶來大麻煩。”韓金林說。他搭建了一個脈沖星搜救流水線，把用于搜救的各個模塊都串聯上去，以實現全手動化搜救脈沖星的目標。脈沖星搜救須要遍歷所有可能的色散量，幾個月后，團隊忽然發覺，搜救結果中少了一批脈沖星。經過排查，最終發覺是初期的一個模塊中，有一行程序少了一個冒號。更改這個錯誤后，項目組不得不將之前幾個月的海量數據重新處理，否則都會遺漏大量的脈沖星。
吃苦肯干，爭分奪秒，實現搜救工作持續迭代
“十小時工作制”，韓金林常對團隊里的年青人這樣說。實際上，韓金林付出的精力遠不止于此。“韓老師常常工作到深夜一兩點，第二天一大早又來辦公室，幾乎全年無休。”博士生王濤說。
受韓金林的影響，項目組的年青人也是早來晚走，有時干脆睡在辦公室里。“有一次大年初二，陌陌群里還在討論任務。晚上一兩點陌陌群里還有新消息，更是常事。”博士生周余慶說。
2019年9月，為了取得階段性成果，韓金林率領中學生處理FAST調試數據，力求在較短時間里能有更多發覺。當時項目組已觀測了五六十個天區，每位天區都能形成幾千甚至上萬個脈沖星候選體的圖片，但其中九成以上都是干擾訊號。因為先前國際版人工智能打分程序對干擾剔除不夠充分，只能人工進一步篩選出真正的脈沖星訊號。
朋友們輪番上陣，24小時三班倒，硬是在3天內從20多萬張圖片中把20多顆優質的脈沖星篩選下來了!“真是沙里淘金，長時間緊抓筆記本屏幕，耳朵又澀又酸。”團隊成員顏一說，但聽到20多顆優質脈沖星，覺得一切都是值得的。
國內現有程序是根據特定望遠鏡參數設置的，并不適用于處理FAST搜索數據；躲過AI篩選的干擾訊號數目很大，人工篩選不是長久之計。項目組總結了干擾訊號的特點，覺得完全可以想辦法直接剔除。為了能寫出一個估算速率快、應用療效好的程序，周余慶食宿都在辦公室。“這些年青人個個都是好樣的!她們吃苦肯干，為團隊節約了不少時間和資源。”韓金林稱贊道。經過團隊共同努力，脈沖星搜救工作總算實現了手動化，但是仍然更新換代。
工夫不負有心人。2019年末，經過FAST科學委員會征集、評估和選聘，銀道面脈沖星巡天項目最終被納入FAST五個重大項目之一，2020年初即將開啟巡天觀測。截止目前，項目共計觀測了約300平方度的銀道面區域，占項目總體規劃的10%，但早已取得了豐碩的科學成果。2020年末和2022年末，這支年青的隊伍兩次被評為國家天文臺優秀科研團隊。
“我們趕上了一個好時候，一分1秒都耽擱不得。”韓金林說。早年，中國沒有小型望遠鏡，天文學研究嚴重受限。韓金林曾爭取到美國帕克斯望遠鏡600多個小時的使用機會，他分秒必爭地觀測，最終和上海學院天文系院長喬國俊合作完成銀河系磁場的研究，獲得2006年度國家自然科學獎二等獎。“你要繼續努力，再攀高峰!”韓金林永遠銘記著導師王綬琯教授的殷切重托。
目前FAST執行的天文觀測項目有160多個，每位項目觀測的時間都掐秒計時。“我們希望用5年左右時間完成全部內銀道面和部份外銀道面的巡天觀測，爭取發覺1000顆脈沖星。通過深入研究新發覺的天體，來檢驗現有的數學模型，乃至發覺新的數學規律。”韓金林飽含信心地說，“再用8到10年，爭取把銀河系看遍!”
靠拼搏，從跟跑、并挪到領跑(記者札記)
“整整浪費了15分鐘吶!”有一回，團隊成員由于忘掉關掉望遠鏡校正校號，造成15分鐘的觀測數據難以使用。項目須要觀測數萬次，每次要在界面上人工點擊輸入幾十個參數，難免出錯。但時至今日，記者依舊深切地感遭到韓金林深深的驚訝……
惜時如金，既是出于對大科學裝置巨額投入和使用效率的審視，也是這種青年科技工作者責任感和使命感的彰顯。正是幾代天文工作者自覺接續拼搏，攀登高峰，才使中國在脈沖星觀測和研究等領域實現從跟跑、并挪到領跑的跨越。
漫漫星空，探求未有窮期。一棒接著一棒跑，中國的天文事業必定前往一個個新高度。《人民晚報》(2023年02月02日06版)