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环球聚焦:中国天眼FAST发现迄今轨道周期最短脉冲星系统

2023-06-27 03:50:29 来源:环球网


(资料图片仅供参考)

6月26日消息,记者从中科院官网了解到,国际学术期刊《自然》近日发表了中国天眼FAST取得的一项重要成果——研究团队利用中国天眼FAST发现了一个名为PSR J1953+1844(M71E)的双星,其轨道周期仅为53分钟,是目前发现轨道周期最短的脉冲星双星系统。该发现填补了蜘蛛类脉冲星系统演化模型中缺失的一环。

资料显示,天文观测已经发现一些脉冲星处于双星系统中,和其他恒星一起绕转。按照已有的天体物理学模型,如果两颗星的距离很近,脉冲星会吞掉身旁这颗恒星的物质,并使自身越转越快。因恒星初始质量较大,随着脉冲星蚕食恒星,两颗星的距离越靠越近,相互绕转速度也越来越快;随着双星系统演化,恒星被大量蚕食后质量变小,脉冲星难以继续吸积并把恒星推开,其相互绕转的速度也就变慢。因为这种行为类似自然界中雌蜘蛛吞食雄蜘蛛供养自身的行为,天文学家就以两种蜘蛛的名字“红背”(redback)与“黑寡妇”(black widow)来命名这类天体,统称为蜘蛛类脉冲星(spider pulsar)。

据介绍,从“红背”到“黑寡妇”脉冲星-恒星系统的演化过程可长达数亿年。此前天文学界仅探测到分别处于“红背”与“黑寡妇”状态的系统,但并未发现这二者演化的中间状态。原因是在此阶段的脉冲星轨道周期非常短、两个星的距离非常近,对观测提出了极大的挑战。因此,蜘蛛类脉冲星从“红背”向“黑寡妇”系统的演化理论尚未完全证实。

借助中国天眼FAST的超高灵敏度和极强探测能力,这一演化路径得到证实。研究团队使用FAST探测到M71E双星系统,长期观测后确定这一系统两颗星绕转一周的时间仅为53分钟,是目前已发现的绕转速度最快的蜘蛛脉冲星系统。该系统被确定为是处于“红背”到“黑寡妇”系统演化过程的中间状态,填补了蜘蛛脉冲星演化理论的缺失环节。同时,该双星系统轨道面近乎朝向地球,极为罕见,有望进一步产生更多发现。

《自然》期刊审稿人评价称,该成果发现了一个非常有趣的脉冲星双星系统;这个发现使得脉冲星双星系统的轨道周期最短纪录缩短约30%,预示着蜘蛛类脉冲星演化中存在新的未知过程。

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