“中国天眼”发现罕见掩食脉冲星
人民日报
北京时间5月23日,国际学术期刊《科学》在线发表中国科学家一项最新研究成果。中国科学院国家天文台韩金林研究员带领团队利用中国天眼FAST发现了一个罕见的毫秒脉冲星,与伴星以3.6小时的周期相互绕转,且有六分之一的时间被伴星遮挡(即掩食,犹如日食或月食)。这一发现对恒星演化理论、致密星吸积物理和双星并合引力波源研究具有重要意义。

“中国天眼”发现罕见掩食脉冲星。(中国科学院国家天文台供图)
天文学家对于单个恒星如何演化已有相对清晰的认识。但在浩瀚的银河系中,大多数恒星都是成对出现,以双星系统的形式共同演化,过去几十年里,双星系统如何交互和演化一直是天文学领域的前沿难题。
恒星演化理论认为,质量越大的恒星演化速度越快。在双星系统中,较大质量的恒星一般会率先演化,最后塌缩成密度极高的致密星,比如中子星或黑洞。在这个阶段,较小质量的伴星应该会继续演化。但这颗伴星在演化时,物质会被致密星吸积,伴星会因为质量流失而体积膨胀,甚至膨胀到把致密星揽入怀中,一起在公共的氢元素包层中演化约1千年。
在这个过程中,具有强引力的致密星一方面贪婪吸积伴星的物质,使其自转加快。另外一方面,致密星与伴星相互绕转的过程中,把公共的氢包层全部吹散,留下伴星中心燃烧的内核。这时的伴星主要靠燃烧的氦元素发光,温度有几万度。
千年之后,经历这一过程的双星最终留下快速自转的致密星与高温氦星,在非常紧密的轨道上相互绕转。然而,这类特殊的双星系统在宇宙中存活时间仅约一千万年,对于138亿年的宇宙而言,如同夜空中稍纵即逝的流星。
根据该团队所做的模拟分析,银河系千亿颗恒星中,这样的系统在银河系中仅有几十个。因此,它们极为罕见,且难以观测。所以,天文学家推断的双星系统共公包层演化的理论也长期缺乏直接观测证据的支持。
中国天眼FAST的灵敏度极高,是发现脉冲星的利器,对观察处于极短周期轨道上的脉冲星更为敏锐。2020年5月,韩金林研究员团队利用FAST对银河系进行脉冲星深度搜索时,发现了一颗自转周期为10.55毫秒的毫秒脉冲星PSR J1928 + 1815。2020年11月,利用FAST进行了几次后随观测后,证实它处于一个半径仅50万公里的致密轨道,相互绕转的轨道周期仅为3.6小时。它与伴星相互绕转时,有大约六分之一的时间被伴星遮挡。据推测,这个伴星的质量至少有1个太阳那么重,远超出一般掩食脉冲星的伴星,但狭小的轨道根本容不下一个像太阳这样的恒星。根据多方面的限制推断,这个伴星不是普通恒星,也不是演化后的致密伴星,而应该是经历过公共包层演化的氦星。脉冲星信号掩食是氦星甩出的星风物质遮挡引起的。
这一罕见天体的发现可以为天文学研究带来多方面的突破。首先,对于探索多年的恒星演化理论而言,这个双星系统就是双星公共包层演化阶段之后、处于致密轨道的特殊双星。这项发现有助于完善和深化我们对双星演化具体过程的理解,比如两颗星如何靠近导致轨道收缩、两颗星之间如何进行物质交流、中子星的自转如何加速到几个毫秒,公共氢元素包层如何被致密星吹散等等。其次,这个中子星在公共包层里应该在很短时间里吸积了大量物质,使脉冲星自转加快。如何吸积?如何散热?新发现的这个致密双星可能是中微子散热机制理论的一个重要例证。另一方面,新发现的稀有双星可以演化成为引力波源,为致密双星并合和引力波的产生机制提供了新的限制。
该论文审稿人之一,美国国家射电天文台的脉冲星双星研究专家Scott Ransom表示,“这是个独特的致密双星系统,具有极高的科学价值,有望在多个不同领域——如恒星群体演化、引力波源预测、双星和恒星演化过程、深度光学/红外的氦星观测等方面引导出很多有趣的研究课题,使得我们对双星演化中公共包层阶段这一目前仍知之甚少的领域有更深入的认识”。
相关文章
- 图片来源:视觉中国蓝鲸新闻7月1日讯(记者 朱俊熹)野心勃勃的扎克伯格正在硅谷掀起一场疯狂的“抢人大战”。这位创始人兼首席执行官正亲自下场参与招募,以扩充Meta的AI团队,期望在这场激烈的人工智能竞赛中继续追赶最顶级的梯队。7月1日,名为“Meta Superintelligence Labs”( 2025-07-01 20:36:00
- 6月24日,刘学州案代理律师周兆成在微博证实,2025年6月9日,北京互联网法院已经对刘学州被网暴致死案作出了一审判决。法院认定两名被告大V的言论构成名誉侵权,判决其承担赔礼道歉的责任。同时,法院支持了两原告精神损害赔偿、维权费,共计5.7万元。对于这一结果,刘学州养家亲属表示认可,不上诉。 2025-06-24 12:32:00
-
恒瑞医药董事孙杰平拟减持不超过47.67万股公司股份|医药早参
每经记者:陈星 每经编辑:魏官红| 2025年6月16日 星期一 |NO.1 恒瑞医药董事孙杰平发布减持计划恒瑞医药披露,公司董事、高级副总裁孙杰平持有公司总股本的0.029%,因个人资金需求,拟在公告披露之日起15个交易日后的3个月内,减持不超过47.67万股,减持比例不超过个人持股的25%,不超 2025-06-16 07:14:00 - 新华社莫斯科6月12日电(记者陈汀)俄罗斯总统普京12日表示,由于无人机在实战中的效能正迅速提升,俄将组建无人系统部队,确保其快速高效部署和发展。普京当天在关于审议2027年至2036年国家武器装备计划的会议上,要求军方在武器系统和军事装备中广泛应用前沿数字技术和人工智能。普京说,无人机不仅能够摧毁 2025-06-13 07:36:00
- 首发 | 中访网责编 | 朱琳琳在竞争激烈、风云变幻的汽车销售领域,有这样一位女性,她以连续两年卖出170台保时捷的傲人成绩,成为行业内当之无愧的传奇。她就是牟倩文(molly),青岛保时捷中心的销售冠军,一位用实力和真诚书写销售神话,却又在流言蜚语与行业变革中艰难前行的坚韧女性。2024年1月,“ 2025-06-04 10:50:00