在天文學界的一項重大突破中,中國科學家利用“中國天眼”FAST望遠鏡,成功探測到一顆極為罕見的毫秒脈沖星,這一發現被國際學術期刊《科學》在線發表。該脈沖星與其伴星以僅3.6小時的周期相互環繞,且在六分之一的時間里,脈沖星會被其伴星所遮擋,形成了類似日食或月食的天文現象。
中國科學院國家天文臺的韓金林研究員領導的研究團隊,在對銀河系進行深度脈沖星搜索時,于2020年5月首次捕捉到了這顆名為PSR J1928 + 1815的毫秒脈沖星。隨后,在同年11月,通過多次后續觀測,團隊進一步確認了這一發現,并揭示了其獨特的雙星系統特性。
雙星系統的演化一直是天文學領域的前沿難題。在大多數銀河系恒星以雙星形式存在的背景下,韓金林團隊的研究為理解這些系統的交互和演化提供了寶貴線索。他們發現,這顆毫秒脈沖星與其伴星組成的雙星系統,經歷了復雜的演化過程,其中較大質量的恒星先演化成致密星,而較小質量的伴星則在物質被致密星吸積的過程中體積膨脹。
這一過程中,致密星不僅貪婪地吸積伴星的物質,加快自轉速度,還通過與伴星的相互繞轉,將共同的氫包層吹散,留下伴星中心燃燒的內核。經過約一千年的演化,這對雙星最終形成了快速自轉的致密星與高溫氦星,在緊密的軌道上相互繞轉。
然而,這類特殊的雙星系統在宇宙中的存活時間極短,僅約一千萬年,因此極為罕見且難以觀測。利用FAST的高靈敏度,韓金林團隊成功捕捉到了這一珍貴現象,為雙星系統共公包層演化的理論提供了直接觀測證據。
這項發現對恒星演化理論、致密星吸積物理以及雙星并合引力波源研究具有重要意義。它不僅有助于深化我們對雙星演化具體過程的理解,還可能成為中微子散熱機制理論的重要例證。新發現的稀有雙星系統還有望演化成為引力波源,為致密雙星并合和引力波的產生機制提供新的限制。
據韓金林團隊分析,銀河系中這樣的雙星系統僅有幾十個,因此這次發現尤為珍貴。美國國家射電天文臺的脈沖星雙星研究專家Scott Ransom在審稿時表示,這一獨特的致密雙星系統具有極高的科學價值,有望在多個領域引導出有趣的研究課題,使我們對雙星演化中公共包層階段這一知之甚少的領域有更深入的認識。
這次“中國天眼”FAST的發現,不僅是中國天文學界的一項重大成就,也是全球天文學研究的一次重要進展,為探索宇宙的奧秘提供了新的視角和線索。