“中國(guó)天眼”發(fā)現(xiàn)迄今軌道周期最短脈沖星雙星系統(tǒng)

(資料圖)

（中科院國(guó)家天文臺(tái)供圖）

科學(xué)家利用“中國(guó)天眼”FAST發(fā)現(xiàn)了一個(gè)軌道周期僅為53分鐘的脈沖星雙星系統(tǒng)，是目前發(fā)現(xiàn)的軌道周期最短的脈沖星雙星系統(tǒng)，從觀測(cè)上證實(shí)了蜘蛛類脈沖星從“紅背”向“黑寡婦”系統(tǒng)演化的理論。

該研究由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)科研團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)外合作者完成，相關(guān)成果6月21日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表。

“中國(guó)天眼”全景（維護(hù)保養(yǎng)期間拍攝）。新華社記者 歐東衢 攝

脈沖星是大質(zhì)量恒星死亡后的“遺骸”。對(duì)脈沖星的觀測(cè)研究，有助于揭示更多宇宙奧秘。天文觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，一些脈沖星處于雙星系統(tǒng)中，和其他恒星一起繞轉(zhuǎn)。

按照已有天體物理學(xué)模型，如果兩顆星距離很近，脈沖星會(huì)“吞食”身旁恒星的物質(zhì)，兩顆星距離越靠越近，相互繞轉(zhuǎn)速度也越來(lái)越快；隨著恒星被大量“吞食”后質(zhì)量變小，質(zhì)量小到一定值后，雙星間距會(huì)變大，兩顆星相互繞轉(zhuǎn)的速度也就變慢。

星空下的“中國(guó)天眼”（維護(hù)保養(yǎng)期間拍攝）。新華社記者 歐東衢 攝

“這類似于雌蜘蛛吞食雄蜘蛛供養(yǎng)自身的行為，天文學(xué)家就以‘紅背’與‘黑寡婦’兩種蜘蛛命名這類脈沖星，統(tǒng)稱為蜘蛛類脈沖星?！盕AST運(yùn)行和發(fā)展中心常務(wù)副主任、總工程師姜鵬介紹，此前天文學(xué)界分別探測(cè)到處于“紅背”與“黑寡婦”狀態(tài)的脈沖星雙星系統(tǒng)，但從未發(fā)現(xiàn)這二者演化的中間狀態(tài)，因此蜘蛛類脈沖星從“紅背”向“黑寡婦”系統(tǒng)的演化理論尚未完全證實(shí)。

“處于演化中間狀態(tài)的脈沖星軌道周期非常短，兩顆星距離非常近，對(duì)觀測(cè)提出了極大挑戰(zhàn)?！眹?guó)家天文臺(tái)研究員韓金林說(shuō)，得益于“中國(guó)天眼”的超高靈敏度和極強(qiáng)探測(cè)能力，這一演化路徑得到證實(shí)。

左：紅色箭頭指示M71E的位置，旁邊是球狀星團(tuán)M71。（星明天文臺(tái)供圖）

右：來(lái)自“中國(guó)天眼”觀測(cè)數(shù)據(jù)的M71E的平均脈沖輪廓和偏振位置角。（中科院國(guó)家天文臺(tái)供圖）

“中國(guó)天眼”此次發(fā)現(xiàn)的名為PSR J1953+1844（M71E）的脈沖星雙星系統(tǒng)，是迄今繞轉(zhuǎn)速度最快的蜘蛛類脈沖星系統(tǒng)，經(jīng)長(zhǎng)期觀測(cè)被確定為處于“紅背”到“黑寡婦”系統(tǒng)演化的中間狀態(tài)，填補(bǔ)了蜘蛛類脈沖星演化理論的缺失環(huán)節(jié)。

《自然》期刊審稿人評(píng)價(jià)：這個(gè)發(fā)現(xiàn)使得脈沖星雙星系統(tǒng)的軌道周期最短紀(jì)錄縮短約30%，預(yù)示著蜘蛛類脈沖星演化中存在新的未知過(guò)程。