“中国天眼”发现迄今轨道周期最短脉冲星双星系统

(资料图)

（中科院国家天文台供图）

科学家利用“中国天眼”FAST发现了一个轨道周期仅为53分钟的脉冲星双星系统，是目前发现的轨道周期最短的脉冲星双星系统，从观测上证实了蜘蛛类脉冲星从“红背”向“黑寡妇”系统演化的理论。

该研究由中国科学院国家天文台科研团队与国内外合作者完成，相关成果6月21日在国际学术期刊《自然》在线发表。

“中国天眼”全景（维护保养期间拍摄）。新华社记者 欧东衢 摄

脉冲星是大质量恒星死亡后的“遗骸”。对脉冲星的观测研究，有助于揭示更多宇宙奥秘。天文观测发现，一些脉冲星处于双星系统中，和其他恒星一起绕转。

按照已有天体物理学模型，如果两颗星距离很近，脉冲星会“吞食”身旁恒星的物质，两颗星距离越靠越近，相互绕转速度也越来越快；随着恒星被大量“吞食”后质量变小，质量小到一定值后，双星间距会变大，两颗星相互绕转的速度也就变慢。

星空下的“中国天眼”（维护保养期间拍摄）。新华社记者 欧东衢 摄

“这类似于雌蜘蛛吞食雄蜘蛛供养自身的行为，天文学家就以‘红背’与‘黑寡妇’两种蜘蛛命名这类脉冲星，统称为蜘蛛类脉冲星。”FAST运行和发展中心常务副主任、总工程师姜鹏介绍，此前天文学界分别探测到处于“红背”与“黑寡妇”状态的脉冲星双星系统，但从未发现这二者演化的中间状态，因此蜘蛛类脉冲星从“红背”向“黑寡妇”系统的演化理论尚未完全证实。

“处于演化中间状态的脉冲星轨道周期非常短，两颗星距离非常近，对观测提出了极大挑战。”国家天文台研究员韩金林说，得益于“中国天眼”的超高灵敏度和极强探测能力，这一演化路径得到证实。

左：红色箭头指示M71E的位置，旁边是球状星团M71。（星明天文台供图）

右：来自“中国天眼”观测数据的M71E的平均脉冲轮廓和偏振位置角。（中科院国家天文台供图）

“中国天眼”此次发现的名为PSR J1953+1844（M71E）的脉冲星双星系统，是迄今绕转速度最快的蜘蛛类脉冲星系统，经长期观测被确定为处于“红背”到“黑寡妇”系统演化的中间状态，填补了蜘蛛类脉冲星演化理论的缺失环节。

《自然》期刊审稿人评价：这个发现使得脉冲星双星系统的轨道周期最短纪录缩短约30%，预示着蜘蛛类脉冲星演化中存在新的未知过程。

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