项目名称：射电波段的前沿天体物理课题及FAST早期科学研究首席科学家：李菂中国科学院国家天文台起止年限：2012.1-2016.8依托部门：中国科学院一、关键科学问题及研究内容FAST的建成将是中国首次在射电这一重要天文频段拥有最先进的望远镜。与其他射电望远镜相比，FAST在设计理念及工程概念上具有创新性：利用天然的喀斯特洼坑作为台址、数千块可调节的单元构成500米球冠主动反射面、采用轻型索拖动机构和并联机器人实现馈源接收机高精度指向跟踪及定位；突破了望远镜的百米工程极限，实现了造价大幅度降低。FAST的设计和建造综合体现了我国的高技术创新能力。FAST座落于射电环境宁静的贵州喀斯特洼地，并具有世界上最大的连续孔径，它必将对天文学产生非同寻常的影响。与最接近它的先驱——Arecibo望远镜相比，FAST的原始灵敏度要好2.5倍，巡天速度要高10倍，并将覆盖2～3倍多的天区。FAST在多项指标上将比国际前沿设备提高一个量级，并且有能力探索新的参数空间，因此很可能获得预料之外的发现。天文学是由观测主导的学科。FAST的波段从70MHz到3GHz覆盖了以下对天体物理至关重要的观测量（按预期占用FAST观测时间排序）:原子氢线（HI）、脉冲星、多种分子和其他原子谱线、脉泽源和射电连续谱。通过对这些可观测量的系统及探索性研究，我们将集中在四个射电天文的大方向上作扎实的工作，力争在四个方面的研究上取得突破：1）宇宙学和星系演化；2）星际介质和恒星形成；3）脉冲星物理和应用；4）行星射电辐射。对应的主要观测量为：1）HI和射电点源；2）HI和谱线及脉泽；3）脉冲星；4）射电连续谱。本项目的规划完全立足于使用已有设备的科研经验作有根据的展望。下面大体依据可观测天体的天文距离由远而近的顺序来介绍研究内容,最后介绍关键技术开发（接收机）和FAST的早期科学设想。1）宇宙起源和星系演化宇宙起源、天体起源和生命起源是自然科学中的首要问题，它们可通过大型单天线射电望远镜来探究。凭借FAST空前的接收面积、大天区覆盖及顶级的接收机系统，通过在低频射电波段对物质和能量进行精确测量，可为探究这些问题做出独一无二的贡献。在射电频段，望远镜能够观测的宇宙气体主要成份是中性原子氢（中性氢，HI）。含气体的星系在光学波段的可见度取决于其恒星形成历史，通过巡天对气体宇宙进行完整普查，将提供独立于基于光学观测的宇宙学和星系演化的信息。基于冷暗物质模型（ΛCDM）的大尺度结构模拟已经取得了广为接受的成果（例如Sp...
