在浩瀚無(wú)垠的銀河系深處,一項(xiàng)由中國(guó)科學(xué)家借助“中國(guó)天眼”取得的重大天文發(fā)現(xiàn),正逐步揭開(kāi)雙星系統(tǒng)演化的神秘面紗。這項(xiàng)令人矚目的成果,是關(guān)于一顆名為PSR J1928+1815的毫秒脈沖星的發(fā)現(xiàn),它以一種獨(dú)特的方式——六分之一的時(shí)間被伴星遮擋(掩食),吸引了天文學(xué)界的廣泛關(guān)注。
PSR J1928+1815的發(fā)現(xiàn),得益于中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)韓金林研究員領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)的不懈努力。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)與分析,他們終于在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上,于5月23日凌晨在線發(fā)表了這一突破性成果。
韓金林指出,PSR J1928+1815不僅因其掩食現(xiàn)象而顯得獨(dú)特,其伴星的質(zhì)量更是遠(yuǎn)超一般掩食脈沖星的伴星,這使得它成為研究恒星演化、致密星吸積以及雙星并合引力波源等領(lǐng)域的寶貴樣本。在銀河系的廣闊舞臺(tái)上,雙星系統(tǒng)的演化一直是天文學(xué)的前沿課題,而PSR J1928+1815的發(fā)現(xiàn),無(wú)疑為這一領(lǐng)域的研究注入了新的活力。
據(jù)韓金林介紹,雙星演化理論揭示了一個(gè)復(fù)雜而有趣的過(guò)程:質(zhì)量較大的恒星會(huì)率先演化成密度極高的致密星,如脈沖星或黑洞。隨后,質(zhì)量較小的伴星物質(zhì)會(huì)被致密星吸積,導(dǎo)致伴星體積膨脹,甚至可能將致密星“包裹”其中。在這個(gè)過(guò)程中,雙星會(huì)在一個(gè)公共包層中演化約一千年,最終留下快速自轉(zhuǎn)的致密星與高溫氦星,在緊密的軌道上相互繞轉(zhuǎn)。
然而,這樣的特殊雙星系統(tǒng)存活時(shí)間極短,僅約一千萬(wàn)年,相對(duì)于138億年的宇宙歷史而言,可謂是轉(zhuǎn)瞬即逝。因此,在銀河系中,這樣的雙星系統(tǒng)數(shù)量極為有限,估計(jì)僅有幾十個(gè)。PSR J1928+1815的發(fā)現(xiàn),無(wú)疑是對(duì)這一稀有現(xiàn)象的一次珍貴捕捉。
回顧發(fā)現(xiàn)過(guò)程,韓金林團(tuán)隊(duì)在2020年利用“中國(guó)天眼”對(duì)銀河系進(jìn)行深度脈沖星搜索時(shí),意外發(fā)現(xiàn)了PSR J1928+1815。這顆毫秒脈沖星的自轉(zhuǎn)周期為10.55毫秒,與伴星相互繞轉(zhuǎn)的軌道周期僅為3.6小時(shí),且伴星質(zhì)量至少相當(dāng)于一個(gè)太陽(yáng)。這些特征使得PSR J1928+1815成為研究雙星系統(tǒng)演化的理想對(duì)象。
韓金林進(jìn)一步推測(cè),PSR J1928+1815的伴星很可能是一顆高溫氦星,而脈沖星信號(hào)的掩食現(xiàn)象則是由氦星甩出的星風(fēng)物質(zhì)遮擋引起的。這表明,PSR J1928+1815和伴星可能是一對(duì)經(jīng)歷過(guò)共同包層演化的特殊雙星。
《科學(xué)》雜志的審稿人對(duì)這一發(fā)現(xiàn)給予了高度評(píng)價(jià),認(rèn)為它不僅具有極高的科學(xué)價(jià)值,還將為雙星系統(tǒng)公共包層演化的研究提供新的線索。這一發(fā)現(xiàn)也有望為恒星群體演化、致密星吸積以及引力波源預(yù)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)研究提供重要的觀測(cè)依據(jù)。