每經(jīng)編輯｜杜宇

據(jù)央視新聞5月23日消息，日前，中國科學(xué)院國家天文臺(tái)韓金林研究員帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)利用中國天眼FAST發(fā)現(xiàn)了一個(gè)罕見的毫秒脈沖星，與伴星以3.6小時(shí)的周期相互繞轉(zhuǎn)，且有六分之一的時(shí)間被伴星遮擋（即掩食，猶如日食或月食），這一發(fā)現(xiàn)對(duì)恒星演化理論、致密星吸積物理和雙星合并的引力波源研究具有重要意義，該研究成果今天（23日）在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表。

共包層演化模擬，藍(lán)色天體為中子星，紅色天體為膨脹的巨星。（圖片來源：央視新聞視頻截圖）

浩瀚的銀河系中，大多數(shù)恒星都是成對(duì)出現(xiàn)，以雙星系統(tǒng)的形式共同演化。天文學(xué)家對(duì)于單個(gè)恒星如何演化已有相對(duì)清晰的認(rèn)識(shí)，但雙星如何交互和演化在過去幾十年里一直是天文學(xué)領(lǐng)域的前沿難題。

中國天眼FAST的靈敏度極高，是發(fā)現(xiàn)脈沖星的利器，對(duì)處于極短周期軌道上的脈沖星更為敏銳。研究團(tuán)隊(duì)利用FAST對(duì)銀河系進(jìn)行脈沖星深度搜索時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一顆自轉(zhuǎn)周期為10.55毫秒的毫秒脈沖星，該團(tuán)隊(duì)在多次后隨驗(yàn)證觀測(cè)之后確認(rèn)它處于一個(gè)半徑僅50萬公里的致密軌道，與伴星相互繞轉(zhuǎn)的軌道周期僅為3.6小時(shí)，每個(gè)周期都有約六分之一的時(shí)間被伴星遮擋。據(jù)推測(cè)，這個(gè)伴星的質(zhì)量至少有1個(gè)太陽那么重，遠(yuǎn)超出一般掩食脈沖星的伴星，但狹小的軌道根本容不下一個(gè)像太陽這樣的恒星。由多方面的限制推斷，這個(gè)伴星不是普通恒星，也不是演化后的致密星，而應(yīng)該是經(jīng)歷過公共包層演化階段被剝?nèi)ネ鈱託怏w的恒星內(nèi)核，即一顆炙熱的氦星。脈沖星信號(hào)掩食是氦星甩出的星風(fēng)物質(zhì)遮擋引起的。

中國天眼”發(fā)現(xiàn)罕見掩食脈沖星。（圖片來源：中國科學(xué)院國家天文臺(tái)）

這類特殊的雙星系統(tǒng)極為罕見，并且難以觀測(cè)，因?yàn)樗鼈冊(cè)谟钪嬷写婊顣r(shí)間僅約一千萬年，對(duì)于138億年的宇宙而言，如同夜空中稍縱即逝的流星。根據(jù)該團(tuán)隊(duì)所做的模擬分析表明，在銀河系千億顆恒星中，目前類似這樣的系統(tǒng)僅有幾十個(gè)。此次這一罕見天體的發(fā)現(xiàn)有望為天文學(xué)研究帶來多方面的突破，它不僅有助于完善和深化我們對(duì)恒星，特別是雙星演化具體過程的理解，比如雙星演化過程中兩顆星如何靠近導(dǎo)致軌道收縮、兩顆星之間如何進(jìn)行物質(zhì)交流、中子星進(jìn)入伴星內(nèi)部之后如何自轉(zhuǎn)加速到幾個(gè)毫秒，公共氫元素包層如何被致密星吹跑等，這個(gè)天體還是致密星吸積大量物質(zhì)后中微子散熱理論的重要例證。它還將推動(dòng)引力波源預(yù)測(cè)、深度光學(xué)/紅外的氦星觀測(cè)等領(lǐng)域的研究，為人們更好地認(rèn)識(shí)宇宙天體及其演化過程提供重要支撐。

據(jù)央視新聞，F(xiàn)AST雖然叫“中國天眼”，但它的任務(wù)不是看星光，而是“聽”宇宙。正如蝙蝠可以用自身發(fā)出的超聲波辨別方向，F(xiàn)AST可以通過電磁波來獲取宇宙信息。

圖片來源：央視新聞

自2020年正式開放運(yùn)行以來，F(xiàn)AST已發(fā)現(xiàn)超過1000顆脈沖星。這些宇宙深處的“燈塔”，以特殊的脈沖和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，為人類標(biāo)注深空坐標(biāo)。未來，當(dāng)“燈塔坐標(biāo)系”覆蓋更廣袤的星際空間，或?qū)⒊蔀樾请H航行的“宇宙GPS”，指引飛船穿越光年尺度的黑暗疆域。

為什么FAST能“聽”得這么遠(yuǎn)？答案藏在貴州群山環(huán)抱的“大眼睛”中：FAST的超級(jí)反射面，可從球面舒展為拋物面；六座百米鋼塔以10毫米的精度鎖定深空信號(hào)，將數(shù)億光年外的微弱信號(hào)匯聚到焦點(diǎn)。

2022年10月9日21時(shí)20分50秒， 6萬多個(gè)伽馬光子被“拉索”記錄到，這是20億光年外一場(chǎng)恒星葬禮的余暉。一顆質(zhì)量超太陽20倍的巨星，在耗盡核燃料后轟然坍縮，釋放出持續(xù)幾百秒的“宇宙煙花”伽馬射線暴。

“拉索”的探測(cè)器陣列上，搜集到了“宇宙煙花”迸濺的瞬間。這是人類首次完整記錄萬億電子伏特伽馬射線暴從誕生到湮滅的“生命全周期”，由于此類事件千載難逢，“拉索”的數(shù)據(jù)或?qū)⒃谖磥戆倌陜?nèi)保持“宇宙最佳觀測(cè)紀(jì)錄”。

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