从一间办公室到一栋楼,我们捕捉到了约60亿年前的信号
“在广袤的空间和无限的时间中,能与你共享同一颗行星和同一段时光是我的荣幸。”——卡尔·萨根《宇宙》
FRB 20200317A!我们发现的!
近日,由贵州师范大学谢晓尧教授领导的贵州省信息与计算科学重点实验室天文数据处理团队利用中国天眼FAST新发现了1例快速射电暴,命名为FRB 20200317A。据天文学家估算,这一神秘的宇宙爆发事件发生在60亿年之前,于2020年3月17日被中国天眼捕获。这是贵州本土单位依托国家大装置开展前沿科学研究发现的第一例快速射电暴。
走进位于贵州师范大学田家炳教育书院的中国天眼联合研究中心贵州师范大学分中心,机房内正在24小时不间断地处理FAST“多科学目标同时巡天”项目数据。从2017年至今,已经发现了百余颗新脉冲星和1例快速射电暴。
“我们第一次看到这个信号的时候也不能确定,就把它的动态频谱画了出来,通过放大后的频谱图就能够清晰地看到信号的色散特征。根据信号所在文件的指向利用银河系电子密度模型估算以后,发现这个信号的色散值已经超出模型不止十倍,天文台的科学家也就确定了这是来自银河系之外的信号。”贵州省信息与计算科学重点实验室、中科院国家天文台·贵州师范大学FAST早期科学数据中心副教授游善平用一个流程图仔细地介绍团队如何从中国天眼的巡天数据中发现这例快速射电暴。“FRB 20200317A被发现以后,我们还要联合国家天文台做进一步观测、计算分析。”
贵州省信息与计算科学重点实验室、中科院国家天文台·贵州师范大学FAST早期科学数据中心副教授游善平正在介绍FRB 20200317A的发现过程
在贵州师范大学宝山北路校区和花溪校区共160余个计算节点24小时不停地工作,需近三个月才能将现在的一批观测数据计算完毕。
“我们的计算机是全国产,一台服务器上有两个CPU和8块GPU卡保证运行效率。”贵州省信息与计算科学重点实验室、中科院国家天文台·贵州师范大学FAST早期科学数据中心高级工程师于徐红说,当前FAST观测数据脉冲星搜索采用了分布式的计算平台,采用国产CPU服务器甚至是不同于X86架构的CPU,是密集计算方面国产CPU的一个典型应用,利于促进国产CPU的推广应用与生态建设。
贵州省信息与计算科学重点实验室、中科院国家天文台·贵州师范大学FAST早期科学数据中心高级工程师于徐红
从“接地气”到望宇宙,我们走过16余年
从2007年获准成立贵州省信息与计算科学实验室以来,实验室在各行各业扎根发展,如网络空间安全、遥感与地理信息大数据、生物信息大数据、贵州省高速公路联网收费费额计算等,正是在多年的应用项目积累的基础上,让贵州师范大学在2014年与中国天眼FAST相遇时,凭借自身实力达成与中科院国家天文台合作共建“中科院国家天文台·贵州师范大学FAST早期数据中心”,为了提高算力和储存能力,贵州师范大学投入了1020万元,于2020年完成了FAST早期科学数据中心的扩容工程项目。
FAST早期数据中心的建立为FAST海量数据管理、数据综合分析与应用提供了重要保障。这些年来,中心建设了异构分布式计算集群;开发了自主知识产权的分布式脉冲星搜索计算软件系统,达到了世界先进水平;开发了自主知识产权的脉冲星候选体筛选软件系统,系统采用脉冲轮廓、时域频域信号分布、DM值、DM=0特性等因素,有效提升候选体识别效率与识别准确率,同时处理日常漂移巡天和跟踪数据。
截至目前,早期数据中心协助国家天文台发现了多个新的脉冲星候选体,136颗脉冲星候选体已经证实为新脉冲星。其中,J1859-0131和J1931-01是我国射电望远镜首次发现两颗新脉冲星。J0318+0253是FAST发现的首个毫秒脉冲星,是至今发现的射电流量最弱的高能毫秒脉冲星,展示了FAST对国际低频引力波探测做出实质贡献的潜力,是FAST的重要成果。
“让技术更接地气”,谢晓尧谈起当初筹备建设贵州省信息与计算科学实验室的原因,就是希望将信息科学技术能运用到国民经济发展上。
从一间房到一栋楼,是我们的现在与未来
“其实最开始我们只有一间办公室,团队人也不多。如今这栋楼都是我们的了!”贵州师范大学教授谢晓尧说,去年12月贵州师范大学网络空间安全学院也顺利揭牌,明年将开始招收本科生。
随着国家未来网络实验设施(CENI)项目、中国天眼FSAT落地,贵州省信息与计算科学实验室也拥有了更好的发展平台,“我们这些年也吸纳了许多优秀的硕士、博士,如今已有上百人的研究团队。”
贵州师范大学教授谢晓尧
FAST早期数据中心的数据也从国内计算到接收、分享世界其他射电望远镜接收的信号数据。位于南美智利北部海拔5000米阿塔卡马沙漠的“阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波天线阵”(简称“ALMA”),整个天线阵由总计66个抛物面,是多国参与的国际性项目,2013年开始运作。同年,中科院南美天文研究中心成立。中国天眼FAST与短波的亚毫米射电观测相结合对射电天文研究极为重要,更加扩大中国天眼FAST的科研成果。
2021年,国台南美天文研究中心数据国内镜像在中国天眼联合研究中心贵州师范大学分中心建立,利用国家未来网络贵州主节点优势,为国内外天文学者提供相关国际先进的亚毫米天文数据服务。
在谢晓尧看来,在FAST早期数据中心建立的这9年间,贵州师范大学的信息与计算科学学科建设取得了长足进步。
这次FRB 20200317A快速射电暴的发现,对他们来说更是振奋人心,“我的博士生听说我们发现这个快速射电暴以后非常激动,说他也要好好做研究,争取更多的科学发现。”谢晓尧希望在大家的共同努力下,在宇宙、天文的研究历史上留下中国人的名字,“相当于我们也在时间和宇宙的长河里留下一点自己的印记。”
从一间房走到一栋楼,从不被知晓到被认可,谢晓尧教授带领贵州省信息与计算科学重点实验室的科研人员努力了数十年。FRB 20200317A是他们过去奋斗的“勋章”,也是今后继续前进的动力。
贵州日报天眼新闻记者
陈祖嘉 郭加尧
编辑 张婷
二审 李劼
三审 刘丹








