中国科学家利用“天眼”解答恒星起源的秘密，或推翻旧有认知

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“仰望星空数千年，我们是不是更接近了宇宙的奥秘？”络绎科学读者的这一句发问，将人类自古代文明至今，对宇宙探索的朴素而又浪漫的愿望，贯穿了起来。古时，人类通过观察天地星宿的变幻关系，总结了四时农耕、风起水涨；如今，人类通过建设大科学装置，迈向了深空宇宙。宇宙中是否存在着地外文明，恒星是如何形成的，人类对宇宙的好奇驱使我们不断的发问，也推动着科学研究向更深更广的方向持续发展。
自 1993 年 10 位天文学家在国际无线电联大会上，提出建造巨型望远镜计划，到 2022 年中国科学家利用“中国天眼”观测成果登上 Nature 封面，其背后一方面是中国科学技术的飞速发展，另一方面更是中国强有力的国力支撑，以及如南仁东、李菂等科学家孜孜不倦、锲而不舍追求的结果。
络绎科学 APP 精选了这篇问鼎 Nature 、解答有关恒星形成三大经典问题之一的“磁通量问题”的研究，记录下天文学史上的精彩一刻以飨读者。
论文基本信息
通讯作者： 李菂，中国科学院国家天文台研究员，“中国天眼”首席科学家
论文标题：Anearly transition to magnetic supercriticality in star formation
领域方向：天文学
来源期刊：Nature
DOI：10.1038/s41586-021-04159-x
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-021-04159-x
发表时间：2022-01-05
期刊影响因子：49.962
JCR分区：Q1

图 | 相关研究论文
自 2020 年正式开放运行以来“中国天眼”受到世界瞩目。截止目前，“中国天眼”共发现约 500 颗脉冲星，已成为世界上发现脉冲星效率最高的设备；其运行效率年测量时长超过 5300 小时，远远超过其他国家科学装置的预期效率；“中国天眼”还获得了迄今最大的快速射电暴爆发事件样本，为未来更多的科学产出提供重要支撑作用。
北京时间 2022 年 1 月 6 日，距正式运行不到两年的时间，一篇利用“中国天眼”观测得到的研究成果登上了 Nature 新年第一期的封面。这一重要成果，再次将“中国天眼”推上了新的热度。
磁场在星际介质的演化和恒星形成中具有重要作用。作为星际场强的唯一直接探测器，由于缺乏合适的塞曼探测器，特别是对于冷分子气体，可靠的塞曼测量仍然很少。在本研究中，中国科学院国家天文台李菂团队通过“中国天眼”，结合其原创的中性氢窄线自吸收方法，实现了塞曼效应的探测，为解决恒星形成三大经典问题之一的“磁通量问题”提供重要的观测证据。
除了“中国天眼”的高灵敏度外，“中性氢窄线吸自收方法”也是本研究的一大亮点。这是中国科学家在 2003 年基于阿雷西博射电望远镜的数据首次提出的原创方法。在本次研究中，“中国天眼”的灵敏度帮助了对“中性氢窄线自吸收的塞曼效应”的清晰探测，获得了强度为 3.8±0.3 微高斯的高置信度星际磁场测量，这是利用原子辐射手段探测分子云磁场从 0 到 1 的突破。
对于本次公布的研究成果，作为国际同行，美国伊利诺伊大学教授理查德·克鲁切尔评价称：“通过观测中性氢窄线自吸收的塞曼效应，‘中国天眼’首次揭示了在恒星形成的早期阶段，磁压不足以阻止引力收缩，这与恒星形成的标准理论不一致。这一发现对于理解恒星形成的天体物理过程至关重要，并显示了‘中国天眼’在解决重大天体物理问题方面的潜力。”
相信“中国天眼”未来将在快速射电暴起源与物理机制、中性氢宇宙研究、脉冲星搜寻与物理研究、脉冲星测时与低频引力波探测等方向产出深化人类对宇宙认知的科学成果。
参考：
论文原文、网络资料及络绎科学APP圈子读者评论

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