中國天眼FAST又發(fā)現新天體 填補脈沖星演化缺失一環(huán)

發(fā)布時(shí)間:2023-06-21 21:38:40  |  來(lái)源:人民網(wǎng)  


【資料圖】

該成果藝術(shù)想象圖。國家天文臺供圖

人民網(wǎng)北京6月21日電 (記者趙竹青)北京時(shí)間2023年6月21日,國際學(xué)術(shù)期刊《自然》在線(xiàn)發(fā)表中國天眼FAST取得的一項重要成果。研究團隊利用中國天眼FAST發(fā)現了一個(gè)名為PSR J1953+1844(M71E)的雙星,其軌道周期僅為53分鐘,是目前發(fā)現軌道周期最短的脈沖星雙星系統。該發(fā)現填補了蜘蛛類(lèi)脈沖星系統演化模型中缺失的一環(huán)。

天文觀(guān)測已經(jīng)發(fā)現一些脈沖星處于雙星系統中,和其它恒星一起繞轉。按照已有的天體物理學(xué)模型:如果兩顆星的距離很近,脈沖星會(huì )吞掉身旁這顆恒星的物質(zhì),并使自身越轉越快。因恒星初始質(zhì)量較大,隨著(zhù)脈沖星蠶食恒星,兩顆星的距離越靠越近,相互繞轉速度也越來(lái)越快;隨著(zhù)雙星系統演化,恒星被大量蠶食后質(zhì)量變小,脈沖星難以繼續吸積并把恒星推開(kāi),其相互繞轉的速度也就變慢。因為這種行為類(lèi)似自然界中雌蜘蛛吞食雄蜘蛛供養自身的行為,天文學(xué)家就以?xún)煞N蜘蛛的名字“紅背”與“黑寡婦”來(lái)命名這類(lèi)天體,統稱(chēng)為蜘蛛類(lèi)脈沖星。

從“紅背”到“黑寡婦”,脈沖星-恒星系統的演化過(guò)程可長(cháng)達數億年。此前天文學(xué)界僅探測到分別處于“紅背”與“黑寡婦”狀態(tài)的系統,但并未發(fā)現這二者演化的中間狀態(tài)。原因是在此階段的脈沖星軌道周期非常短、兩個(gè)星的距離非常近,對觀(guān)測提出了極大的挑戰。因此蜘蛛類(lèi)脈沖星從“紅背”向“黑寡婦”系統的演化理論尚未完全證實(shí)。

借助中國天眼FAST的超高靈敏度和極強探測能力,這一演化路徑得到證實(shí)。研究團隊使用FAST探測到M71E雙星系統,長(cháng)期觀(guān)測后確定這一系統兩顆星繞轉一周的時(shí)間僅為53分鐘,是目前已發(fā)現的繞轉速度最快蜘蛛脈沖星系統。被確定為是處于紅背到黑寡婦系統演化過(guò)程的中間狀態(tài),填補了蜘蛛脈沖星演化理論的缺失環(huán)節。同時(shí),該雙星系統軌道面近乎朝向地球、極為罕見(jiàn),期待進(jìn)一步研究有更多發(fā)現。

《自然》期刊審稿人評價(jià)該成果為發(fā)現了一個(gè)非常有趣的脈沖星雙星系統;這個(gè)發(fā)現使得脈沖星雙星系統的軌道周期最短紀錄縮短約30%,預示著(zhù)蜘蛛類(lèi)脈沖星演化中存在新的未知過(guò)程。

文章的共同第一作者包括國家天文臺潘之辰、盧吉光和云南天文臺陳海亮;通訊作者包括國家天文臺姜鵬、韓金林和美國內華達大學(xué)拉斯維加斯分校張冰,合作者來(lái)自貴州大學(xué)貴州射電天文臺,云南天文臺,上海天文臺,國家授時(shí)中心,北京大學(xué),中國科學(xué)院大學(xué),德國馬克思普朗克研究所,美國內華達州大學(xué)等多家國內外單位。

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