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“中國天眼”發(fā)現(xiàn)罕見掩食脈沖星?中國科學(xué)院國家天文臺供圖

基于“中國天眼”（FAST）的觀測數(shù)據(jù)，來自中國科學(xué)院國家天文臺的科研人員發(fā)現(xiàn)了一顆罕見的毫秒脈沖星。這顆脈沖星與伴星每3.6小時就互相繞轉(zhuǎn)一圈，且伴星會周期性地遮擋它，形成類似日食或月食的掩食現(xiàn)象，每次遮擋持續(xù)0.6小時。這一發(fā)現(xiàn)對研究恒星演化理論、致密星吸積物理及引力波產(chǎn)生機制具有重要意義。相關(guān)研究成果23日在線發(fā)表于《科學(xué)》雜志。

關(guān)于單個恒星如何演化，天文學(xué)家已經(jīng)有了相對清晰的認識。但在浩瀚的銀河系中，超過半數(shù)的恒星都是成雙成對存在的。“這些雙星系統(tǒng)如何相互影響、共同演變，成為困擾天文學(xué)界幾十年的宇宙謎題?！闭撐耐ㄓ嵶髡摺⒅袊茖W(xué)院國家天文臺研究員韓金林說。

2020年5月，韓金林團隊利用FAST在銀河系搜索脈沖星時，發(fā)現(xiàn)了一顆自轉(zhuǎn)周期為10.55毫秒的毫秒脈沖星PSR J1928+1815。經(jīng)過半年追蹤，他們證實這顆毫秒脈沖星與伴星以3.6小時一圈的周期相互繞轉(zhuǎn)。它與伴星相互繞轉(zhuǎn)時，有大約六分之一的時間被伴星遮擋。

韓金林介紹，這個雙星系統(tǒng)極為罕見，在銀河系千億顆恒星中僅有幾十個。最奇怪的是，這顆伴星的質(zhì)量堪比太陽，遠超出一般掩食脈沖星的伴星的質(zhì)量，但半徑僅50萬公里的軌道，根本容不下一顆像太陽一樣的恒星。

通過多方面分析，研究團隊推測，這顆伴星既不是正常恒星，也不是演化后的致密伴星，而是經(jīng)歷過公共包層演化的氦星：它的外層物質(zhì)曾被脈沖星吹散，現(xiàn)在只剩燃燒氦元素的炙熱內(nèi)核，如同宇宙中持續(xù)噴發(fā)星風(fēng)的火球。正是這顆氦星甩出的星風(fēng)物質(zhì)，周期性地遮擋了脈沖星的信號。

“這一發(fā)現(xiàn)為天文學(xué)研究帶來多方面突破?！表n金林說，“首先，它直接驗證了雙星系統(tǒng)公共包層演化的理論，幫助科學(xué)家更好地理解恒星如何相互靠近、交換物質(zhì)等過程；其次，該雙星系統(tǒng)中的伴星在公共包層階段可能吸積了大量物質(zhì)，為研究中微子散熱機制提供了重要例證；此外，這種稀有雙星系統(tǒng)最終可能演化成為引力波源，為研究引力波產(chǎn)生機制提供新線索?！?/p>

論文審稿人之一、美國國家射電天文臺脈沖星雙星研究專家斯科特·蘭森評價稱，這是一個獨特的致密雙星系統(tǒng)，具有極高的科學(xué)價值，將在多個領(lǐng)域引導(dǎo)出有趣的研究課題，使得我們對雙星演化中目前知之甚少的公共包層階段有了更深入的認識。