科学进展登上《科学》 之江实验室供图
3月17日,2022年度中国科学十大进展揭晓,之江实验室两项成果入选。
“中国科学十大进展”遴选活动,由科学技术部高技术研究发展中心牵头组织,旨在宣传我国重大基础研究科学进展,激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神,开展基础研究科学普及,促进公众理解、关心和支持基础研究,在全社会营造良好的科学氛围。
第1项:
FAST精细刻画活跃重复快速射电暴
探索宇宙深处的“神秘信号”
对“2022年度中国科学十大进展”,有网友评论:虽然我不是很懂,但看起来就是好牛。
几个问题,带你认识这项“好牛”的科学进展。
1.什么是快速射电暴?
这是一种遥远宇宙中的无线电波大爆发,持续时间仅几毫秒,却能够释放出相当于太阳几天甚至一年内释放的能量。
自2007年被发现以来,快速射电就一跃成为天文领域的“网红”。它的起源是什么?没有人知道,这也是天文领域重大热点前沿之一。
“FAST精细刻画活跃重复快速射电暴”,由三项基于中国天眼FAST产生的研究成果组成。其中,之江实验室研究专家冯毅,是《重复快速射电暴的偏振频率关系对其起源的揭示》论文的唯一第一作者,同时深度参与另两项成果。
冯毅介绍,关于快速射电暴,有诸多未解之谜。围绕着它的产生机制,科学家们提出了很多理论猜想,但都无法真正解释快速射电暴的起源。
2.解释它的起源为什么这么难?
由于绝大多数快速射电暴只在射电波段有信号,其持续时长还不到人类眨眼一次的1%,况且,快速射电暴距离地球又太过遥远。
冯毅通过智能计算深度挖掘射电观测数据,创新性地利用偏振频率演化关系研究快速射电暴周边环境,首次提出了能够解释重复快速射电暴偏振频率演化的统一机制。
这一研究成果,曾登上国际权威学术期刊《科学》杂志(详见都市快报2022年3月20日A07版),为构建重复快速射电暴的演化图景奠定了基础。
中国天眼FAST首席科学家、之江实验室计算天文方向首席科学家李菂介绍,“快速射电暴是一个新兴的科研前沿,它的起源未知,有非常多值得探索的方向。这次入选的三项成果,是我们在研究认知快速射电暴过程中获得的几块小小的拼图。相信未来我们的拼图会越来越完整,最终揭开快速射电暴起源的奥秘。”
3.如何在海量的数据中拣金?
靠智能计算。
研究快速射电暴,离不开对大量数据的分析与计算。FAST夜以继日地巡视着浩瀚宇宙,每天能产生高达300TB的数据——可以装满300台个人电脑。
FAST,就是在贵州省平塘县大窝凼的那口“大碗”,500米口径球面射电望远镜,被称为“中国天眼”。
在繁杂的宇宙信号中,寻找快速射电暴,犹如大海捞针。
依托中国天眼FAST和之江实验室智能计算数字反应堆大科学装置,之江实验室打造了FAST@ZJLAB智能计算天文平台。
这个平台,能够深度挖掘FAST观测数据,规模化探测快速射电暴等天体辐射现象。
在FAST观测的数据中,快速射电暴是一个斜线,再经处理,将斜线换成了包含脉冲形状的图像。
过去,科研人员需要用肉眼、逐个判断图像中的信号是否是快速射电暴。直到2021年,之江实验室联合国家天文台,打造了基于FAST的天文智能计算平台FAST@ZJLAB,过去需要十天完成的数据,现在只需要不到一天。