科學家利用“中國天眼”FAST發(fā)現(xiàn)了一個軌道周期僅為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)，從觀測上證實了蜘蛛類脈沖星從“紅背”向“黑寡婦”系統(tǒng)演化的理論。

該研究由中國科學院國家天文臺科研團隊與國內外合作者完成，相關成果6月21日在國際學術期刊《自然》在線發(fā)表。

(資料圖)

“中國天眼”全景（維護保養(yǎng)期間拍攝）。新華社記者 歐東衢 攝

脈沖星是大質量恒星死亡后的“遺骸”。對脈沖星的觀測研究，有助于揭示更多宇宙奧秘。天文觀測發(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。

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

星空下的“中國天眼”（維護保養(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運行和發(fā)展中心常務副主任、總工程師姜鵬介紹，此前天文學界分別探測到處于“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。

“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，對觀測提出了極大挑戰(zhàn)。”國家天文臺研究員韓金林說，得益于“中國天眼”的超高靈敏度和極強探測能力，這一演化路徑得到證實。

左：紅色箭頭指示M71E的位置，旁邊是球狀星團M71。（星明天文臺供圖）

右：來自“中國天眼”觀測數(shù)據(jù)的M71E的平均脈沖輪廓和偏振位置角。（中科院國家天文臺供圖）

“中國天眼”此次發(fā)現(xiàn)的名為PSR J1953+1844（M71E）的脈沖星雙星系統(tǒng)，是迄今繞轉速度最快的蜘蛛類脈沖星系統(tǒng)，經長期觀測被確定為處于“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》期刊審稿人評價：這個發(fā)現(xiàn)使得脈沖星雙星系統(tǒng)的軌道周期最短紀錄縮短約30%，預示著蜘蛛類脈沖星演化中存在新的未知過程。

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