在浩瀚的宇宙探索中，中國科學家再次取得了令人矚目的成就。被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）近日宣布了一項新發(fā)現(xiàn)——一顆罕見的毫秒脈沖星，它與伴星以3.6小時的周期相互繞轉，并且在六分之一的時間里被伴星遮擋，形成了類似日食或月食的天文現(xiàn)象。

這幅藝術想象圖展示了這一重要天文發(fā)現(xiàn)及研究成果，由中國科學院國家天文臺提供。這項研究由韓金林研究員帶領的團隊完成，他們的發(fā)現(xiàn)對恒星演化理論、致密星吸積物理以及雙星并合引力波源的研究具有深遠的意義。

韓金林研究員介紹，盡管天文學家對單個恒星的演化過程已有較為清晰的認識，但雙星系統(tǒng)的演化卻一直是天文學領域的難題。在銀河系中，大多數(shù)恒星都是成對出現(xiàn)的，以雙星系統(tǒng)的形式共同演化。在雙星系統(tǒng)中，較大質量的恒星會率先演化成中子星或黑洞等致密星，而較小質量的伴星在演化過程中，物質會被致密星吸積，導致體積膨脹，與致密星一起在公共的氫元素包層中演化約千年。

然而，這種特殊的雙星系統(tǒng)在宇宙中存活時間極短，僅約1000萬年，對于138億年的宇宙來說，它們就像夜空中一閃而過的流星。據(jù)韓金林研究員團隊的模擬分析，銀河系千億顆恒星中，這樣的特殊雙星系統(tǒng)僅有幾十個，且極難觀測。

“中國天眼”憑借其極高的靈敏度，成為了發(fā)現(xiàn)脈沖星的得力工具。2020年5月，研究團隊利用“中國天眼”對銀河系進行深度搜索時，發(fā)現(xiàn)了一顆自轉周期為10.55毫秒的毫秒脈沖星PSR J1928+1815。經(jīng)過多次后隨觀測，他們證實該毫秒脈沖星處于一個半徑僅50萬公里的致密軌道上，與伴星的繞轉周期僅為3.6小時。在相互繞轉的過程中，它有大約六分之一的時間被伴星遮擋。

研究團隊推測，這個伴星的質量至少與太陽相當，但狹小的軌道無法容納一個像太陽這樣的恒星。根據(jù)多方面的限制推斷，該伴星應該是經(jīng)歷過公共包層演化的氦星，而脈沖星信號的掩食現(xiàn)象則是由氦星甩出的星風物質遮擋引起的。

毫秒脈沖星PSR J1928+1815的發(fā)現(xiàn)研究，為天文學研究帶來了多方面的突破。首先，它有助于完善和深化對雙星演化具體過程的理解，包括軌道收縮、物質交流、中子星自轉加速以及公共氫元素包層被吹散等機制。其次，這個中子星在公共包層里可能吸積了大量物質，使脈沖星自轉加快。新發(fā)現(xiàn)的這個致密雙星可能是中微子散熱機制理論的一個重要例證，同時也為致密雙星并合和引力波的產(chǎn)生機制提供了新的限制。

美國國家射電天文臺的脈沖星雙星研究專家斯科特·蘭森（Scott Ransom）作為本次發(fā)表論文的審稿人之一，認為“中國天眼”新發(fā)現(xiàn)的這個獨特的致密雙星系統(tǒng)具有極高的科學價值。他表示，這一發(fā)現(xiàn)有望在恒星群體演化、引力波源預測、雙星和恒星演化過程以及深度光學/紅外的氦星觀測等多個領域引導出有趣的研究課題，使天文學家對雙星演化中公共包層階段這一目前仍知之甚少的領域有更深入的認識。