2012cb821800-g射電波段的前沿天體物理課題及fast早期科學(xué)研究

1、項目名稱：射電波段的前沿天體物理課題及射電波段的前沿天體物理課題及FASTFAST早期科學(xué)研究早期科學(xué)研究首席科學(xué)家：李菂李菂中國科學(xué)院國家天文臺中國科學(xué)院國家天文臺起止年限：2012.12016.82012.12016.8依托部門：中國科學(xué)院中國科學(xué)院狀態(tài)的條件下進行的。通過把預(yù)言的結(jié)構(gòu)與可觀測物質(zhì)的分布進行比較，才可以檢驗相關(guān)的宇宙學(xué)關(guān)鍵參數(shù)。目前，失蹤伴星系問題，即觀測中小質(zhì)量暈數(shù)量較暗物質(zhì)模擬的預(yù)言偏少仍是這種比較檢驗中的一個未

2、解之謎?？紤]到我們對恒星形成知識的不確定性，以及模擬中對恒星形成非常粗略的處理，這些暈的恒星成份基本上是未知的。因此，通過一個能達到更小質(zhì)量完備極限的中性氫巡天，F(xiàn)AST能極大地增加我們對宇宙起源的認識。中性氫功率譜和紅移的關(guān)系是研究星系演化的重要信息。盡管FAST難以探測較高紅移（z~1）星系的中性氫，但有可能探測到星系團的中性氫發(fā)射（Changetal.2010Nature466463）。另外一個巡天模式是定點觀測已知紅移的源。Ca

3、tinella等人（2008ApJ685L13）使用Arecibo望遠鏡數(shù)小時積分，探測到了紅移約為0.25的大質(zhì)量盤星系。在同樣的觀測時間內(nèi)，F(xiàn)AST將使這些定點巡天的樣本量提高一個量級。我們的研究內(nèi)容主要是總結(jié)目前河外中性氫巡天的數(shù)據(jù)，力爭有創(chuàng)新地研究其在宇宙學(xué)上的意義。建立有預(yù)見能力的宇宙學(xué)和星系演化模型，解釋HI和射電源觀測。在總結(jié)的基礎(chǔ)上，對有特別意義的天體群如超亮矮星系，申請國際觀測時間，爭取新發(fā)現(xiàn)。2）星）星際介質(zhì)和恒星形

4、成和恒星形成FAST將是研究銀河系的一個強有力的儀器?？梢酝ㄟ^觀測包括中性氫21厘米譜線、射電連續(xù)譜和復(fù)合線在內(nèi)的不同種類的射電信號研究星際介質(zhì)。氫是宇宙中最豐富的元素，1420.405MHz處原子氫的超精細躍遷是探測它的主要手段。對銀河系及鄰近星系進行系統(tǒng)的中性氫巡天是FAST的主要科學(xué)目標之一。目前已有的全天的銀河系中性氫巡天的分辨率大約為36角分（Hartmann&BurtonAtlasofGalacticNeutralHydro

5、gen1997）。世界上主要的射電綜合孔徑望遠鏡已經(jīng)完成了若干對銀道面的巡天，這包括加拿大銀道面巡天（CanadianGalacticPlaneSurveyCGPSEnglishetal.1998PASA1556）、甚大陣銀道面巡天（VLAGalacticPlaneSurveyVGPSStiletal.2006AJ1321158）和南天銀道面巡天（SouthernGalacticPlaneSurveySGPSMcClureGriffit

6、hsetal.2005ApJS158178）。這些巡天覆蓋了赤緯約1.5度之內(nèi)銀盤的大部分赤經(jīng)范圍，巡天的空間分辨率約1角分、速度分辨率約1kms。美國的研究團隊正在使用Arecibo焦面陣（AreciboFocalPlaneArray，ALFA）進行銀河系選定區(qū)域的大天區(qū)中性氫成圖觀測，包括金牛座分子云和麥哲倫流。Arecibo中性氫觀測的空間分辨率約為3.5角分，速度分辨率約為0.1kms。FAST將使用19波束饋源陣進行銀河系中性