以上图片由中国科学院国家天文台提供

依托中国天眼（FAST），国家天文台银河平面脉冲星巡天项目组仅用3年时间就发现了520颗脉冲星，改变了我国在脉冲星搜索和研究领域没有话语权的局面。很久以前。 目前，核心团队成员15人，平均年龄31岁。

旧办公桌上堆放着厚厚一摞文件，笔记本上密密麻麻写满了字，十多张椅子散落着……会议室里，一场激烈的讨论刚刚结束。

“脉冲星搜寻工作是以秒计算的……”在国家天文台一间装修简陋的办公室里，银河系脉冲星巡天项目组组长韩金林研究员盯着电脑屏幕说道。 不久前，该团队利用中国天眼（FAST）揭示了银河系星际介质前所未有的细节。 在银河系寻找脉冲星的过程中，他们同时记录了星际介质的谱线数据，揭示了银河系中性氢气的微妙结构和电离气体的扩散特征； 他们还测量了大量微弱脉冲星的法拉第效应，银河系中的大尺度磁场特征； 新发现的两次超新星爆炸的遗迹。 这些发现对于理解银河系内的星际生态循环具有重要意义。 该系列论文将于2022年12月10日作为专题发表在我国综合性国际期刊《中国科学：物理、力学和天文学》上。

用中国望远镜取得的原始结果发表在中国学术期刊上

脉冲星是大质量恒星死亡后的遗骸。 它们是宇宙中密度最高、磁场最强、自转最快、相对论效应最显着的天体。 它们是研究宇宙极端环境物理定律的理想实验室。 脉冲星的发现和研究是国际大型射电望远镜的关键科学目标之一。

自1968年首次发现脉冲星以来的50年间，全球已发现3300多颗脉冲星。 由于缺乏大型望远镜和专业人才，我国对脉冲星的搜寻和研究起步较晚。

2016年，随着FAST的建成，这一情况得到扭转。 截至2022年12月，中国科学家共发现了约720颗脉冲星，其中大部分是韩金林领导的团队发现的，其中包括一组最微弱的脉冲星，以及挑战当代电子分布模型的大色散脉冲星。银河系。

2020年10月上旬的一天，韩锦林会见了《天文与天体物理研究》执行主编、中科院院士王景秀，兴奋地分享了最新成果：“我们团队发现了超过100颗脉冲星！” 王敬修听了很兴奋，立刻要了稿子：“把论文的结果发表在我们期刊上！”

“论文的撰写历时数月，期间经历了上百次修改，期刊封面图片也更换了数十次。” 团队成员、博士生景伟聪说，“脉冲星发现的数量在不断刷新，我们发表的只是论文被期刊接收当天的脉冲星发现数量。”

“在印刷前的下午，韩先生添加了一张图片，让读者更直观地感知新发现。” 《天文学与天体物理研究》编辑部主任文雅媛表示，“这是用中国望远镜拍摄的图片，他将力争在中国学术期刊上完美呈现自己的原创成果。”

2021年5月，银河平面脉冲星巡天项目第一篇论文发表在《天文学与天体物理学研究》上。 “我们正在进行的银河系平面脉冲星快照巡天项目，是银河系系统搜索首次进入维彦斯基级深水区，超出了其他国际巡天一个数量级的灵敏度。震级。” 王景秀说，“这篇论文是在中国学术期刊上发表优秀科研成果的典范。” 该论文此后荣获中国科协第六届优秀科技论文评选优秀论文奖。

澳大利亚科学院院士曼彻斯特对这篇论文给予了高度评价：“银河平面脉冲星巡天计划仅观测到了一小部分可观测天空区域，却使已知毫秒脉冲星的数量增加了近10% ，这是一项了不起的成就。” 成就。”

团队协作，探索快照模式，大幅提升观察效率

“这些成就是通过团队的努力和努力取得的。” 韩锦林感慨道。

传统的望远镜观测方式一般是逐点观测。 FAST安装了19个接收器，这意味着它可以同时记录天空19个位置任意恒星的信号。 “我们在此基础上进行了突破和创新，采用了更高效的观测模式，即快照模式。19个接收器就像19只眼睛凝视着星空。通过对望远镜的快速微调，‘眼睛’可以轻微旋转，一整块整个天空区域都被覆盖，大大提高了观测效率。” 韩锦林说道。

为了测试快照模式，验证银道面脉冲星巡天计划的可行性，2019年3月17日，国家天文台副研究员王晨等6人赶赴1700多公里的偏远山区远方——贵州省黔南布依族 FAST位于苗族自治州平塘县克都镇大窝当。

“FAST的接收面积相当于30个标准足球场，沿着望远镜行走约1.6公里。” 王辰被眼前的一幕深深震惊，“一定要好好利用！”

观测测试分为3组：第一组高旭阳、侯立刚负责19束分布测试； 王晨、孙静海负责二队的快照模式控制测试； 王鹏飞、王涛在第三团队负责脉冲星数据处理流程开发。 当晚，第一个观察实验开始了。 根据预先计算的结果，如果19光束布局准确的话，那么FAST的第18光束应该能够看到明亮的脉冲星，但什么也没发现。 再加上考试时间有限，大家都感受到了巨大的压力。

经过紧张的审查和仔细检查每一行代码，最终发现问题是由于接收器转向与预期相反的方向引起的。 大家立即修正程序，开始第二次测试。 3月21日下午，大家屏住呼吸等待观察结果。 电脑屏幕中央清晰地出现了明亮的脉冲，“我看到了，我看到了脉冲星！” 这是项目组第一次利用FAST观测脉冲星，大家都充满了自豪。

为了配合第一组和第二组的进度，第三组几乎不眠不休地开发软件，并全力提供快照观察模式下数据处理的基础程序，为后续搜索做准备。工作。 这三个小组相互独立但协作性强，在几天内完成了测试任务。 数据显示，观测相同面积的天空并达到相同的灵敏度，快照模式仅需21分钟，而传统跟踪观测模式则需要40至60分钟。

“一个看似微不足道的错误可能会造成大麻烦。” 韩锦林说道。 他搭建了脉冲星搜索管道，将用于搜索的各个模块串联起来，以达到全自动搜索脉冲星的目标。 寻找脉冲星需要遍历所有可能的色散量。 几个月后，团队突然发现搜索结果中缺少一批脉冲星。 经过排查，终于发现早期的一个模块中，一行程序少了一个逗号。 纠正这个错误后，项目组必须重新处理前几个月的海量数据，否则将会错过大量脉冲星。

奋力拼搏，与时间赛跑，实现搜索工作的持续迭代

“每天工作十个小时。”韩锦林经常对团队里的年轻人说。 事实上，韩锦林投入的精力远不止于此。 “韩老师经常工作到半夜一两点，第二天一早就到办公室，几乎一年四季都是这样。” 博士生王涛说。

受韩锦林的影响，项目组的年轻人也早来晚退，有时甚至睡在办公室。 “大年初一，微信群里还在讨论任务，半夜一两点微信群里就有新消息，这种情况就更常见了。” 博士生周德江说。

2019年9月，为了取得阶段性成果，韩锦林带领学生处理FAST调试数据，力争在更短的时间内做出更多发现。 当时项目组已观测到五十、六十个天区，每个天区都能产生数千甚至数万张脉冲星候选图片，但其中90%以上都是干扰信号。 由于早期国际版的人工智能评分程序不足以消除干扰，因此只能通过人工进一步筛选真实的脉冲星信号。

学生们轮流工作，24小时工作，三天时间从20万多张图片中筛选出20余颗高质量脉冲星！ “真是沙里淘金，盯着电脑屏幕看久了，眼睛都酸了。” 队员严毅说，但看到20多颗优质脉冲星，我觉得一切都是值得的。

国外现有程序是根据具体望远镜参数设定的，不适合处理FAST搜索数据； 大量干扰信号逃不过人工智能筛查，人工筛查并非长久之计。 项目组总结了干扰信号的特点，认为可以直接消除。 为了能够写出计算速度快、应用效果好的程序，周德江整天待在办公室里。 “这些年轻人都很棒！他们很努力，为团队节省了大量的时间和资源。” 韩锦林赞叹道。 经过团队的共同努力，脉冲星搜寻工作终于实现自动化，并不断更新。

付出就有收获。 2019年底，经过FAST科学委员会的征集、评估和评选，银河面脉冲星巡天项目最终被列为FAST的五个重大项目之一，巡天观测将于2020年初正式启动。迄今为止，该项目共观测了约300平方度的银面区域，占项目总体规划的10%，但却取得了丰硕的科学成果。 2020年底和2022年，这支年轻团队两次被评为国家天文台优秀科研团队。

“我们已经赶上了好时机，一分钟也不能耽误。” 韩锦林说道。 早年，中国没有大型望远镜，天文研究受到严重限制。 韩锦林曾获得在澳大利亚使用帕克斯望远镜600多个小时的机会。 他争分夺秒地观测，最终与北京大学天文系乔国军教授合作完成了银河系磁场的研究，并荣获2006年国家自然科学奖二等奖。 “你要继续努力，达到新的高度！” 韩锦林将永远铭记恩师王守观院士的谆谆教诲。

目前，FAST实施的天文观测项目超过160个，每个项目的观测时间以秒为单位。 “我们希望用5年左右的时间完成整个内银道面和部分外银道面的巡天观测，力争发现1000颗脉冲星。通过对新发现天体的深入研究，我们可以检验现有的物理模型甚至发现新的物理定律。” 韩锦林信心十足地说道：“再过八到十年，争取看遍整个银河系！”

依靠奋斗，从跟随、奔跑到引领（记者手记）

“浪费了15分钟！” 有一次，队员们在校准校号时忘记关闭望远镜，导致15分钟的观测数据无法使用。 该项目需要数万次观测，每次都需要在界面上手动点击输入数十个参数，难免出错。 但时至今日，记者仍感受到韩锦林深深的遗憾……

惜时如金，不仅是出于对大型科学装置的巨大投入和效率的考虑，也是这些年轻科技工作者的责任感和使命感的体现。 正是几代天文学家自觉持续奋斗、勇攀高峰，我国在脉冲星观测研究领域实现了从跟随、奔跑到领先的跨越。

对星空的探索永无止境。 一棒接着一棒，中国的天文学一定会达到新的高度。

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