極為罕見！中國天眼有重要發現

北京時間5月23日，國際學術期刊《科學》在線發表中國科學家一項最新研究成果。中國科學院國家天文台韓金林研究員帶領團隊利用中國天眼FAST發現了一個罕見的毫秒脈衝星，與伴星以3.6小時的週期相互繞轉，且有六分之一的時間被伴星遮擋（即掩食，猶如日食或月食）。這一發現對恆星演化理論、緻密星吸積物理和雙星併合引力波源研究具有重要意義。

“中國天眼”發現罕見掩食脈衝星。（中國科學院國家天文台供圖）

天文學家對於單個恆星如何演化已有相對清晰的認識。但在浩瀚的銀河系中，大多數恆星都是成對出現，以雙星系統的形式共同演化，過去幾十年裏，雙星系統如何交互和演化一直是天文學領域的前沿難題。

中國天眼FAST的靈敏度極高，是發現脈衝星的利器，對觀察處於極短週期軌道上的脈衝星更為敏鋭。 2020年5月，韓金林研究員團隊利用FAST對銀河系進行脈衝星深度搜索時，發現了一顆自轉週期為10.55毫秒的毫秒脈衝星PSR J1928 + 1815。2020年11月，利用FAST進行了幾次後隨觀測後，證實它處於一個半徑僅50萬公里的緻密軌道，相互繞轉的軌道週期僅為3.6小時。它與伴星相互繞轉時，有大約六分之一的時間被伴星遮擋。據推測，這個伴星的質量至少有1個太陽那麼重，遠超出一般掩食脈衝星的伴星，但狹小的軌道根本容不下一個像太陽這樣的恆星。根據多方面的限制推斷，這個伴星不是普通恆星，也不是演化後的緻密伴星，而應該是經歷過公共包層演化的氦星。脈衝星信號掩食是氦星甩出的星風物質遮擋引起的。

這類特殊的雙星系統極為罕見，並且難以觀測 ，因為它們在宇宙中存活時間僅約一千萬年，對於138億年的宇宙而言，如同夜空中稍縱即逝的流星。根據該團隊所做的模擬分析表明，在銀河系千億顆恆星中，目前類似這樣的系統僅有幾十個。這一罕見天體的發現可以為天文學研究帶來多方面的突破。

首先，對於探索多年的恆星演化理論而言，這個雙星系統就是雙星公共包層演化階段之後、處於緻密軌道的特殊雙星。這項發現有助於完善和深化我們對雙星演化具體過程的理解，比如兩顆星如何靠近導致軌道收縮、兩顆星之間如何進行物質交流、中子星的自轉如何加速到幾個毫秒，公共氫元素包層如何被緻密星吹散等等。其次，這個中子星在公共包層裏應該在很短時間裏吸積了大量物質，使脈衝星自轉加快。如何吸積？如何散熱？新發現的這個緻密雙星可能是中微子散熱機制理論的一個重要例證。另一方面，新發現的稀有雙星可以演化成為引力波源，為緻密雙星併合和引力波的產生機制提供了新的限制。

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來源：人民日報客户端（記者：吳月輝），綜合央視新聞