IT之家 6 月 21 日消息，據新華社，中國科研學者再次利用天眼 FAST 取得了一項重要成果，研究團隊利用中國天眼 FAST 發(fā)現(xiàn)了一個名為 PSR J1953+1844（M71E）的雙星系統(tǒng)，其軌道周期僅為 53 分鐘，是目前發(fā)現(xiàn)軌道周期最短的脈沖星雙星系統(tǒng)。
官方表示，該發(fā)現(xiàn)填補了蜘蛛類脈沖星系統(tǒng)演化模型中缺失的一環(huán)。這項成果已于 6 月 21 日發(fā)表于國際學術期刊《自然》上（IT之家附 DOI：10.1038/s41586-023-06308-w）
《自然》期刊審稿人評價：該成果發(fā)現(xiàn)了一個非常有趣的脈沖星雙星系統(tǒng)；這個發(fā)現(xiàn)使得脈沖星雙星系統(tǒng)的軌道周期最短紀錄縮短約 30%，預示著蜘蛛類脈沖星演化中存在新的未知過程。
按照已有的天體物理學模型：如果兩顆星的距離很近，脈沖星會吞掉身旁這顆恒星的物質，并使自身越轉越快。因恒星初始質量較大，隨著脈沖星蠶食恒星，兩顆星的距離越靠越近，相互繞轉速度也越來越快；隨著雙星系統(tǒng)演化，恒星被大量蠶食后質量變小，脈沖星難以繼續(xù)吸積并把恒星推開，其相互繞轉的速度也就變慢。因為這種行為類似自然界中雌蜘蛛吞食雄蜘蛛供養(yǎng)自身的行為，天文學家就以兩種蜘蛛的名字紅背 (redback) 與黑寡婦 (black widow) 來命名這類天體，統(tǒng)稱為蜘蛛類脈沖星 (spider pulsar)。
從“紅背”(redback) 到“黑寡婦”(black widow) 脈沖星-恒星系統(tǒng)的演化過程可長達數(shù)億年。此前天文學界僅探測到分別處于“紅背”與“黑寡婦”狀態(tài)的系統(tǒng)，但并未發(fā)現(xiàn)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、兩個星的距離非常近，對觀測提出了極大的挑戰(zhàn)。因此蜘蛛類脈沖星從“紅背”向“黑寡婦”系統(tǒng)的演化理論尚未完全證實。
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。研究團隊使用 FAST 探測到 M71E 雙星系統(tǒng)，長期觀測后確定這一系統(tǒng)兩顆星繞轉一周的時間僅為 53 分鐘，是目前已發(fā)現(xiàn)的繞轉速度最快蜘蛛脈沖星系統(tǒng)。被確定為是處于紅背到黑寡婦系統(tǒng)演化過程的中間狀態(tài)，填補了蜘蛛脈沖星演化理論的缺失環(huán)節(jié) (圖 2)。同時，該雙星系統(tǒng)軌道面近乎朝向地球、極為罕見，期待進一步研究有更多發(fā)現(xiàn)。
《自然》期刊審稿人評價該成果為發(fā)現(xiàn)了一個非常有趣的脈沖星雙星系統(tǒng)；這個發(fā)現(xiàn)使得脈沖星雙星系統(tǒng)的軌道周期最短紀錄縮短約 30%，預示著蜘蛛類脈沖星演化中存在新的未知過程。
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拉斯維加斯分校張冰，合作者來自貴州大學貴州射電天文臺，云南天文臺，上海天文臺，國家授時中心，北京大學，中國科學院大學，德國馬克思普朗克研究所，美國內華達大學拉斯維加斯分校等多家國內外單位。
此項研究得到中國科學院“穩(wěn)定支持基礎研究領域青年團隊”計劃支持，得到國家自然科學基金杰出青年基金、面上項目、聯(lián)合基金、青年基金，國家重點研發(fā)計劃和中國科學院青年創(chuàng)新促進會等的資助。
這項成果作者來自中國科學院國家天文臺、中國科學院大學天文與空間科學學院、中國科學院射電天文與技術重點實驗室、中國科學院云南天文臺、貴州大學貴州射電天文臺、馬克斯普朗克射電天文學研究所、北京大學天文系、北京大學卡維理天文與天體物理研究所、北京大學物理學院核物理與技術國家重點實驗室、美國內華達大學天體物理中心、內華達大學物理與天文學系、中國科學院國家授時中心、中國科學院上海天文臺、貴州大學公共大數(shù)據國家重點實驗室。
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