十五万六千张「身份证」：中国天眼给近邻宇宙做了一次人口普查

一、从阿雷西博的废墟说起

2020 年 12 月 1 日清晨，波多黎各的山谷里传来一声闷响。阿雷西博射电望远镜那面 305 米口径的巨碗，在支撑钢缆接连断裂之后，带着 900 吨重的馈源舱塌了下去。从 1963 年落成算起，这只「耳朵」听了宇宙 57 年。

在中性氢巡天这个领域，阿雷西博留下的遗产叫 ALFALFA——历时十余年，扫描约 7000 平方度天区，记录下 31500 个河外中性氢源。在此后很长一段时间里，这份星表就是全世界研究星系气体的「户口本」。谁想查一个星系里有多少造星的原料，多半得翻它。

望远镜塌了，星表还在。但宇宙不会因为人类少了一只耳朵就停止说话。

2026 年 9 月 8 日，中国科学院国家天文台姜鹏领衔的 FASHI 团队（FAST 中性氢全天巡天）在《中国科学：物理学 力学 天文学》上以封面文章发布第二期数据：156411 个河外中性氢源，覆盖 19500 平方度天区——将近半个天穹。这是 ALFALFA 的 5 倍，也是 FASHI 自己首期数据的近 4 倍。国际审稿人的评语写得很直白：「天文学界期待已久的里程碑式数据集」，「无疑将成为行业内的标准参考文献」。

一份新的「户口本」诞生了。这一次，它来自贵州平塘的喀斯特洼地。

二、21 厘米：宇宙中最耐心的那束光

要理解这份数据的分量，得先回到 1944 年的荷兰。

那一年二战尚未结束，莱顿天文台的年轻学生亨德里克·范德胡斯特（Hendrik van de Hulst）在导师奥尔特的建议下，计算了一个看似无关紧要的量子效应：氢原子中电子与质子的自旋方向偶尔会从平行翻转为反平行，释放出一个波长约 21 厘米的光子。这个翻转的概率低得惊人——单个氢原子平均要等上千万年才发生一次。但宇宙里的氢原子实在太多了，多到这片微弱的低语汇成了可以穿越星际尘埃的洪流。

1951 年，哈佛大学的尤恩和珀塞尔用一个自制的喇叭天线，第一次捕捉到了这条谱线。此后七十多年，21 厘米辐射成了射电天文学最重要的探针之一。中性氢是宇宙大爆炸冷却之后形成的第一批原子，是恒星的原材料、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。尘埃会挡住可见光，却挡不住 21 厘米——它像一封封慢递的信，把几十亿光年外的气体信息送到地球。

问题是，信太弱了。想多收几封，耳朵必须足够大、足够静。

三、南仁东的碗

1994 年，一位在日本当过客座教授的中国天文学家向中科院提交了一份建议：造一口 500 米口径的射电望远镜，作为国际平方公里阵列（SKA）的先导。这个人叫南仁东。

此后的十二年，他带着团队走遍贵州上百个洼地，最终在平塘县大窝凼找到了那个天然的圆坑——喀斯特地貌亿万年溶蚀出的凹陷，恰好容得下一面巨碗。2016 年 9 月 25 日，FAST 落成启用。不到一年后，2017 年 9 月 15 日，南仁东因病去世，享年 72 岁。他没能看到后来发生的大部分事情。

后来的事情包括：2024 年 1 月，FASHI 首期数据发布 41741 个探测源，让阿雷西博 ALFALFA 十余年的纪录成为历史；首期数据两年内被引用超过百次，十余支国际团队主动找上门来合作。以及刚刚发生的这一次——DR2 把样本推到 15.6 万个，典型灵敏度达到 0.57 mJy/beam，比 ALFALFA 锐利约 0.7 倍（数值越小越灵敏）。

从 2020 年 8 月到 2025 年 7 月，整整五年，那口 500 米的大碗以 19 波束接收机配合漂移扫描的方式，一寸一寸地扫过天穹。望远镜观测不像做实验，没有「重来一遍」的机会；每一天的灵敏度与稳定性都得守住。15.6 万个源的背后，是 1800 多个观测日的耐心累积。

四、0.6% 的意义

这次发布里最硬的科学数字，可能不是 15.6 万，而是 0.6%。

依托 DR2，团队把中性氢质量函数的可靠测量范围首次稳健拓展到约 100 万倍太阳质量——也就是连「气体少得可怜」的矮星系也纳入了统计。在此基础上，他们将近邻宇宙的中性氢密度（Ω_HI）的统计精度锁定在 0.6%。这是人类迄今对这个物理量最精确的测量。

这个数字为什么重要？因为中性氢是星系「还没用掉的燃料」。一个星系能造多少恒星、还能造多久，取决于它囤了多少气体、又如何吸积新的气体。把近邻宇宙的「燃料总库存」量得越准，关于星系如何诞生、成长、衰老的整个叙事，地基就越牢。它也为下一代射电干涉阵巡天（包括 SKA）提供了样本设计和系统比对的基准。

还有一个细节值得单独写一句：DR2 的全部源表已向全球公开，任何人都可以在国家天文科学数据中心免费下载。15.6 万个星系的气体「身份证」，属于全世界。

五、大科学装置的人情味

大科学装置常被写成冰冷的国家工程：口径、造价、指标。但 FASHI 的故事里有另一种温度。

它的参与名单很长：国家天文台、上海天文台、贵州射电天文台、中科院南美天文中心、北京大学……一纸星表背后是一张跨越地域与机构的协作网络。而在平塘当地，为了保护望远镜的电磁静默，周边几十公里的居民过着一种与现代社会刻意保持距离的生活——手机信号受限，电子设备管控。那 15.6 万个来自宇宙深处的信号能被听见，部分原因是有一群贵州山里的普通人，替全人类把地球上的噪音调小了。

八十多年前，范德胡斯特在战火中的荷兰算出那条微弱的谱线时，大概想象不到：有一天，人类会在中国的喀斯特洼地里，用一口 500 米的碗，把他预言的低语听成一场半个天穹的合唱。

宇宙的信还在一封一封地来。现在，我们有了一本厚得多的信箱登记簿——而且，谁都可以来查。

---

主要来源 1. Zhang C.-P., Zhu M., Jiang P., et al. The FAST All Sky H I Survey DR2: the FASHI Catalog and the H I Mass Function. Science China Physics, Mechanics & Astronomy (2026). DOI: 10.1007/s11433-026-3072-1（封面文章） 2. 中国科学院：《「中国天眼」绘就最大宇宙气体图谱》，2026-09-11，cas.cn 3. 中国科学院英文网（新华社稿）：FAST's New Discovery Reshapes Understanding of Early Universe，2026-09-10 4. 国家天文科学数据中心：FASHI DR2 数据发布页（DOI: 10.12149/103421，源表全球公开） 5. 光明网科技频道：《「中国天眼」构建世界最大中性氢星系样本库》，2026-09-10