在天文学界的一项重大突破中,中国科学家利用“中国天眼”FAST望远镜,成功探测到一颗极为罕见的毫秒脉冲星,这一发现被国际学术期刊《科学》在线发表。该脉冲星与其伴星以仅3.6小时的周期相互环绕,且在六分之一的时间里,脉冲星会被其伴星所遮挡,形成了类似日食或月食的天文现象。
中国科学院国家天文台的韩金林研究员领导的研究团队,在对银河系进行深度脉冲星搜索时,于2020年5月首次捕捉到了这颗名为PSR J1928 + 1815的毫秒脉冲星。随后,在同年11月,通过多次后续观测,团队进一步确认了这一发现,并揭示了其独特的双星系统特性。
双星系统的演化一直是天文学领域的前沿难题。在大多数银河系恒星以双星形式存在的背景下,韩金林团队的研究为理解这些系统的交互和演化提供了宝贵线索。他们发现,这颗毫秒脉冲星与其伴星组成的双星系统,经历了复杂的演化过程,其中较大质量的恒星先演化成致密星,而较小质量的伴星则在物质被致密星吸积的过程中体积膨胀。
这一过程中,致密星不仅贪婪地吸积伴星的物质,加快自转速度,还通过与伴星的相互绕转,将共同的氢包层吹散,留下伴星中心燃烧的内核。经过约一千年的演化,这对双星最终形成了快速自转的致密星与高温氦星,在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的存活时间极短,仅约一千万年,因此极为罕见且难以观测。利用FAST的高灵敏度,韩金林团队成功捕捉到了这一珍贵现象,为双星系统共公包层演化的理论提供了直接观测证据。
这项发现对恒星演化理论、致密星吸积物理以及双星并合引力波源研究具有重要意义。它不仅有助于深化我们对双星演化具体过程的理解,还可能成为中微子散热机制理论的重要例证。新发现的稀有双星系统还有望演化成为引力波源,为致密双星并合和引力波的产生机制提供新的限制。
据韩金林团队分析,银河系中这样的双星系统仅有几十个,因此这次发现尤为珍贵。美国国家射电天文台的脉冲星双星研究专家Scott Ransom在审稿时表示,这一独特的致密双星系统具有极高的科学价值,有望在多个领域引导出有趣的研究课题,使我们对双星演化中公共包层阶段这一知之甚少的领域有更深入的认识。
这次“中国天眼”FAST的发现,不仅是中国天文学界的一项重大成就,也是全球天文学研究的一次重要进展,为探索宇宙的奥秘提供了新的视角和线索。