□ 吴鑫基
发现脉冲星超过660颗
脉冲星研究发展已经达到了登峰造极的程度，获两次诺奖，很难超越。但是，中国天眼使脉冲星的研究获得大踏步向前的机会。以往的脉冲星观测局限于银河系及两个近邻星系，在银河系中也是属于比较近、比较强的脉冲星。这次的超越的标志将是发现很多更遥远的、更弱的脉冲星，以及发现更特殊的新品种和新现象。
中国天眼首席科学家南仁东生前特别重视脉冲星的巡天发现，在天眼建造期间就组织了观测研究队伍，明确了研究任务。2017年10月10日，中国科学院国家天文台举行新闻发布会，宣布中国天眼首次发现脉冲星。目前发现的脉冲星已经超过660颗，是这个时段世界上其他射电望远镜所发现的脉冲星数总和的5倍，成果喜人，超过预计。
观测脉冲星的团组有好几个，都有斩获。以韩金林研究员领导的“银道面脉冲星快照巡天”为例，在完成巡天计划天区的8%的时候，就已发现279颗脉冲星。目前已发现520颗脉冲星。中国天眼脉冲星巡天观测的优势非常明显，世界第一的灵敏度，得天独厚。配上19波束的接收机系统，大大加快巡天的速度，如鱼得水。
目前的搜寻灵敏度已经达到了微央斯基量级，比其他巡天提高了一个数量级。前50多年发现的精品，包括双星系统、毫秒脉冲星，模式变化的脉冲星和零脉冲比例很大的脉冲星、自转射电暂现源等，这次都有发现。特别是其中有一批最暗弱、距离最远的脉冲星。
作为特殊的品种，中国天眼发现的三维速度和自转轴共线的处在超新星遗迹S147中的脉冲星J0538+2817，在国际上属于首次。脉冲星发现后的50多年里，天文学家一直在研究脉冲星与超新星爆炸的关系，已经发现年轻脉冲星的空间速度和自转轴之间有着强烈的一致趋势，然而仅限于二维。这次中国天眼李菂、朱炜玮团组中的姚菊枚博士（新疆天文台）等首次找到了脉冲星三维度自转轴与速度方向共线的证据，是一个重大进展。相关结果已于2021年5月发表在《自然·天文》。
南京师范大学翁山杉领衔的合作团队，使用“中国天眼”在伽马射线双星LS I+61 303方向发现一颗特殊脉冲星。观测结果2022年发表在《自然·天文》上。实际上，关于该系统中究竟存在黑洞还是中子星一直存在争议。他们在中国天眼调试时间，对这个源进行了4次观测，在其中一次观测中首次探测到一个0.269秒的脉冲信号。说明系统中存在一颗年轻的强磁场脉冲星。
目前澳帕克斯64米射电望远镜发现的脉冲星数目仍然位居世界第一。到2017年，它50年中所发现的脉冲星占全世界的2/3以上，约为2000颗。其中包括一些特殊的脉冲星。应该是我们学习的榜样。中国天眼脉冲星巡天的第一个目标应该是超越他们。
脉冲星是一种特殊的天体，它主要由中子组成，半径10公里，拥有极端物理条件，诸如超高的密度、超强的磁场、超强的压力和超强的引力，使它们成为宇宙空间中的极端物理条件的物理和天文实验室。中子星作为大质量恒星演化晚期阶段最终的产物之一，比黑洞拥有十分细致的观测特征，更是得到深入的研究。
到目前为止，脉冲星有六大发现。1967年贝尔和她的老师休伊什共同发现脉冲星，休伊什获得1974年诺贝尔奖。贝尔则在脉冲星发现后50年之际获得奖金为300万美元的基础物理学特别贡献奖。
1974年发现脉冲双星的赫尔斯和他的老师泰勒获得1993年诺贝尔奖，泰勒开辟的通过监测双中子星系统全面验证爱因斯坦广义相对论的研究，取得惊人的成就。
第三个重大发现是1982年贝克和他的博士生库尔卡尼共同发现的毫秒脉冲星。不仅找到了宇宙中自转最快的天体，也是周期极端稳定的天体，可以与原子钟媲美。被认为是最具有实用价值的天体：其中周期最稳定的几颗毫秒脉冲星有可能成为“脉冲星钟”，用于授时工作；在飞行器上观测毫秒脉冲星，有可能实现“脉冲星自主导航”；对一组毫秒脉冲星进行长期监测，有可能检测出“宇宙低频引力波”。这三大实验只要有一件成功，都会震惊世界。
第四件重大发现是1992年沃尔什赞和文力发现毫秒脉冲星“PSR B1257+12”的3颗行星，成为首例太阳系外行星。虽然与2019年的诺贝尔物理学奖失之交臂，但其首创的科学意义依然非凡，只是推广价值不如1995年发现的飞马座51b而已。
第五大发现是磁星。20世纪70年代发现反常X射线脉冲星和软伽马重复暴。它们的辐射功率远远超过自转能的损失所提供的功率，被认为是由磁能提供。后来的观测证实它们的磁场非常强，加上少数磁场非常强的射电脉冲星，总称为磁星，共28颗。
第六大发现是自转射电暂现源和间歇脉冲星。大部分脉冲星都是连续发出射电脉冲，但也有约200颗脉冲星发生比较严重的缺脉冲星现象。2006年发现的自转射电暂现源，更是特别，每次只发射一个持续几毫秒的脉冲，然后沉寂几分钟到几个小时，再发一个脉冲。由于它们的爆发仍然具有精确的周期和周期变化率，被认为是一种特殊的脉冲星。间歇脉冲星是指有些脉冲星的辐射有“开”和“关”两个状态。
到21世纪，全世界的脉冲星专家都在寻找3个特殊的脉冲星品种：一是两颗中子星都是脉冲星的双星系统；二是周期短于1毫秒的亚毫秒脉冲星；三是由中子星与黑洞组成的双星系统。2003年澳帕克斯射电望远镜发现双脉冲星系统，实现了第一个愿望。然而，另外两个愿望变成了奢望，至今一无所获。但愿这是留给中国天眼的“机会”和“礼物”，中国天眼脉冲星搜寻团队要加油啊，给世界一个惊喜吧！