近日，国际权威学术期刊《科学》在线发表了中国科学家的一项突破性研究成果。由中国科学院国家天文台韩金林研究员领导的科研团队，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，这一发现不仅为恒星演化理论提供了新的视角，也为致密星吸积物理和双星并合引力波源的研究开辟了新路径。
在银河系中，双星系统是一种普遍存在的天体形态，但它们的演化过程一直是天文学研究的难点。韩金林团队发现的这颗毫秒脉冲星，与其伴星以3.6小时的周期相互绕转，且在一个周期内，有六分之一的时间会被伴星遮挡，这种现象被称为掩食，类似于日食或月食。
据韩金林团队介绍，这颗毫秒脉冲星的自转周期为10.55毫秒，处于一个极为紧凑的轨道上。通过FAST望远镜的多次观测，他们确认了这个双星系统的存在，并发现其伴星质量至少与太阳相当，但轨道半径却仅有50万公里，远远小于一个太阳大小的恒星所能占据的空间。这一发现挑战了现有的天文学认知，引发了科学家们的广泛关注。
恒星演化理论认为，大质量恒星会更快地演化成致密星，如中子星或黑洞。在双星系统中，较大质量的恒星演化后形成的致密星会吸积伴星的物质，导致伴星体积膨胀，甚至将致密星包裹在共同的氢元素包层中演化。这一过程中，致密星不仅吸积物质加快自转，还会将公共氢包层吹散，留下伴星中心燃烧的内核。千年之后，这样的双星系统会演变成快速自转的致密星与高温氦星，在紧密轨道上相互绕转。
然而，这类特殊双星系统的存活时间极短，仅约一千万年，对于138亿年的宇宙来说，它们就像夜空中一闪而过的流星，极为罕见且难以观测。韩金林团队通过模拟分析认为，在银河系千亿颗恒星中，这样的系统仅有几十个。因此，这一发现不仅验证了天文学家关于双星系统共公包层演化的理论，还为其提供了直接观测证据。
FAST望远镜的极高灵敏度使其成为探测脉冲星的得力工具，尤其是对处于极短周期轨道上的脉冲星更为敏感。韩金林团队在利用FAST对银河系进行深度搜索时，发现了这颗毫秒脉冲星，并通过后续观测确认了其双星系统的特性。他们推测，这个伴星可能是一颗经历过公共包层演化的氦星，而脉冲星信号的掩食现象则是由氦星甩出的星风物质遮挡引起的。
这一发现对于天文学研究具有重要意义。它不仅有助于深化我们对双星演化具体过程的理解，如轨道收缩、物质交流、中子星自转加速以及公共氢元素包层被吹散等机制，还可能为致密双星并合和引力波的产生机制提供新的限制。这一罕见天体的发现还有望在恒星群体演化、深度光学/红外氦星观测等领域引导出更多有趣的研究课题。
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：“这是一个独特的致密双星系统，具有极高的科学价值。它有望在多个不同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目前仍知之甚少的领域有更深入的认识。”
