500米口径球面射电望远镜（FAST）是目前世界上最为灵敏的低频（<3GHz）射电望远镜。脉冲星和原子氢是FAST的主要观测目标。射电脉冲星的发现和准确测时，是研究宇宙奇异物质状态和致密天体双星系统演化、开展精确引力检验和约束引力波背景的观测基础。射电波段探测时域信号也有独特的优势，近年来快速射电暴、引力波事件等重大发现都有射电频段的时域暴发或变源。原子氢气是宇宙重子物质的重要组成成分，是星系中暗物质含量多少的重要指针。氢气由原子态向分子态的演化，是星际气体向恒星转换的重要一环。20世纪后半期以来，通过射电观测研究原子氢气和射电脉冲信号一直是重大的天体物理基础前沿。
为落实习近平总书记“早出成果、多出成果,出好成果、出大成果”精神，充分利用FAST这一重大科学基础设施开展天文学前沿科学研究，国家自然科学基金委员会数学物理科学部拟针对基于FAST深度观测的天文前沿课题研究开展研究专项资助工作。
一、科学目标
   本专项项目立足FAST，充分发挥其灵敏度的优势，同时搜寻脉冲星和测量原子氢气谱线，结合其他多波段巡天观测，系统地发现和研究中子星、开展深度中性氢成图和吸收线观测，搜寻快速射电暴、引力波对应体射电信号。通过获取面密度灵敏度领先世界的中性氢局部天图，为研究星系际星际介质、河外星系结构和运动特性等提供新途径。力争在脉冲星及瞬变源搜寻、极端物理和辐射机制、星系不同物质的分布和演化等领域做出重大发现，实现重大突破。
二、核心科学问题
   本专项项目围绕脉冲星和原子氢等FAST核心科学问题开展研究，具体包括:
（1）脉冲星搜寻及相关性质研究；
（2）银河系内气体结构和演化研究；
（3）河外星系和星际物质分布研究；
（4）宇宙瞬变现象观测和物理机制。
三、拟资助研究方向和研究内容
（一）脉冲星搜寻及相关性质研究（申请代码1选择数理科学部A03下属代码）。
   针对银河系中一些未认证的高能点源开展深度积分观测，以期发现特殊脉冲星双星系统；开展认证和后随测时观测，力争发现短自转周期脉冲星、双中子星、黑洞-脉冲星双星、M31中的脉冲星等；观测银河系中一些已知的特殊脉冲星双星系统，对引力理论开展观测检验；系统开展脉冲星高精度测时观测，研究太阳系星历表和星际传播效应对测时精度的影响，完善中国脉冲星测时阵；研究脉冲星自转、辐射等物理性质。
（二）银河系内气体结构和演化研究（申请代码1选择数理科学部A03下属代码）。
   利用FAST中性氢巡天深度刻画银河系内中性气体的大尺度结构和分布, 测量包括作为银河系“骨架”的巨型纤维状结构，高速HI云，以及大型气体注入型结构等特殊结构，研究其动力学过程；结合其他大型河内巡天项目，研究银河系内大尺度气体和尘埃分布，描绘从原子云到分子云的演化, 约束银河系暗气体成分。
（三）河外星系和星际物质分布研究（申请代码1选择数理科学部A03下属代码）。
   发现和测量一批星系的中性氢气体含量；获取邻近盘星系（如M31）及其周围的深度气体分布图像，细致刻画星系内部及星系间相互作用的动力学过程。观测星系及周边的中性氢分布；探索星系团、星系群及其周边的HI气体分布，揭示环境效应等对星系演化的影响；探测矮星系中的HI成分, 研究其形成和演化过程；观测银河系或邻近星系中的脉泽和聚脉泽，研究其辐射机制和相关天体物理过程。
（四）宇宙瞬变现象观测和物理机制（申请代码1选择数理科学部A03下属代码）。
   针对快速射电暴、引力波事件、地外行星及褐矮星的射电暴发等射电暂现信号开展搜寻和深度观测，力争取得突破性发现；结合多波段观测，研究宇宙瞬变现象的起源和物理机制；建设FAST在时域高速采样的观测能力，改善以FAST为核心的甚长基线（VLBI）观测能力。
（五）其它相关重要研究方向（申请代码1选择数理科学部A03下属代码）。
   上述四个研究方向未涵盖的基于FAST观测数据的重要研究方向。选择此研究方向的申请，需在申请书正文开头首先重点说明申请书的研究内容和意义。
四、资助计划
   本专项项目资助期限为5年，申请书中的研究期限应填写“2021年1月1日-2025年12月31日”。计划资助5-6项，直接费用平均资助强度为350万元/项左右。
具体内容请关注指南：http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab434/info78477.htm
五、台内申报时间节点
9月1日前，请有意申报的老师请回复本邮件告知。
9月22日前，请在系统中完成申请书的提交。（本项目实行无纸化，无需提交纸质版申请书）

联系人：李亭（分机5061，liting@shao.ac.cn, 天文大厦702室）