本报讯(记者甘晓)近日,“中国天眼”(FAST)在中性氢巡天领域取得重大突破,构建世界最大中性氢星系样本库、绘就最大宇宙气体图谱。9月8日,中国科学院国家天文台研究员姜鹏领衔的FAST中性氢巡天(FASHI)项目团队在《中国科学:物理学,力学,天文学》(英文版)上发表了这一研究成果。
138亿年前,宇宙大爆炸后温度逐渐降低,质子和电子稳定结合,形成了第一批中性氢原子。中性氢是宇宙中最古老、最基础的物质,相当于恒星的原材料、星系的“建筑材料”,也是记录宇宙从黑暗走向光明的历史档案。中性氢发出的21厘米辐射穿透力极强,能穿越星际尘埃的层层遮挡,将宇宙深处最原始的气体信息传递到地球。FAST正是捕捉这一宇宙“信标”的最强利器。
2024年1月,FASHI首期数据发布41741个探测源,成为世界最大中性氢星系样本。这个数字让美国阿雷西博望远镜ALFALFA项目历时十余年积累创造的纪录成为历史。最新发布的FASHI第二期数据(FASHI DR2)显示,在两年的观测时间内,FASHI探测的河外中性氢源便从4万跃升至15.6万,是ALFALFA的5倍;覆盖天区从7600平方度增至19500平方度,占全天面积近一半;典型灵敏度比ALFALFA锐利约0.7倍。国际审稿人评价其为“天文学界期待已久的里程碑式数据集”,并称其“无疑将成为行业内的标准参考文献”。
依托FASHI DR2巡天数据,团队将中性氢质量函数的可靠测量范围首次稳健拓展至约100万倍太阳质量,同时将近邻宇宙中性氢密度的统计精度锁定为0.6%。这是迄今人类对该物理量最精确的测量,为近邻宇宙气体含量研究树立了全新的精度标杆。
科研人员介绍,这15.6万个星系气体“身份证”,预计将在星系演化、宇宙学、大尺度结构、引力波与暂现源等多个天文学前沿领域发挥作用。同时,FASHI为下一代射电干涉阵巡天提供了重要的样本设计和系统比对基准。数据发布后,其源表已面向全球公开,为未来更大规模的宇宙探索奠定了关键数据基础。
FASHI DR2的跨越式增长源于FAST在2020年8月至2025年7月长达5年的观测周期中始终保持卓越的灵敏度与稳定性,其19波束接收机与高效漂移扫描策略的配合,实现了巡天深度与广度的双重突破。该研究由中国科学院国家天文台、中国科学院上海天文台联合贵州射电天文台、中国科学院南美天文中心、北京大学等国内多家单位共同完成。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1007/s11433-026-3072-1
《中国科学报》 (2026-09-11 第1版 要闻)