中國(guó)天眼FAST發(fā)現(xiàn)演化中的脈沖星雙星系統(tǒng)

近日，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)外合作者利用“中國(guó)天眼”FAST觀測(cè)望遠(yuǎn)鏡，成功發(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)。這一發(fā)現(xiàn)不僅成為目前已知的軌道周期最短的脈沖星雙星系統(tǒng)，還從觀測(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。

脈沖星是大質(zhì)量恒星死亡后的“遺骸”，研究脈沖星對(duì)于揭示宇宙的奧秘具有重要意義。一些脈沖星存在于雙星系統(tǒng)中，與其他恒星共同繞轉(zhuǎn)。

根據(jù)天體物理學(xué)模型，當(dāng)兩顆星距離非常接近時(shí)，脈沖星會(huì)吸收身邊恒星的物質(zhì)。隨著兩顆星距離逐漸減小，它們的繞轉(zhuǎn)速度也會(huì)越來(lái)越快。當(dāng)恒星被吸收的物質(zhì)數(shù)量足夠多，質(zhì)量減小到一定程度時(shí)，雙星間的距離會(huì)增大，繞轉(zhuǎn)速度也會(huì)減慢。

根據(jù)這一現(xiàn)象，天文學(xué)家將這類脈沖星命名為“蜘蛛類脈沖星”，類比于雌蜘蛛吞食雄蜘蛛的行為。之前的研究已經(jīng)觀測(cè)到處于“紅背”和“黑寡婦”狀態(tài)的蜘蛛類脈沖星雙星系統(tǒng)，但從未發(fā)現(xiàn)過(guò)這兩種狀態(tài)之間的過(guò)渡狀態(tài)，因此蜘蛛類脈沖星從“紅背”向“黑寡婦”系統(tǒng)演化的理論尚未完全證實(shí)。

由于演化中間狀態(tài)的脈沖星軌道周期非常短，兩顆星距離極為接近，對(duì)其觀測(cè)提出了巨大挑戰(zhàn)。幸運(yùn)的是，借助“中國(guó)天眼”FAST的超高靈敏度和強(qiáng)大的探測(cè)能力，科學(xué)家成功發(fā)現(xiàn)了一個(gè)名為PSR J1953+1844（M71E）的脈沖星雙星系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)和研究，他們確定該系統(tǒng)處于蜘蛛類脈沖星的演化中間狀態(tài)，填補(bǔ)了相關(guān)理論的空白。

這一發(fā)現(xiàn)引起了國(guó)際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，《自然》期刊的審稿人評(píng)價(jià)稱，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)錄縮短了約30%，預(yù)示著蜘蛛類脈沖星演化中存在著新的未知過(guò)程。

通過(guò)這項(xiàng)研究，我們對(duì)脈沖星雙星系統(tǒng)的演化過(guò)程有了更深入的了解。未來(lái)的研究將進(jìn)一步揭示宇宙中更多神秘現(xiàn)象，并推動(dòng)天文學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)步。