據央視新聞5月23日消息,日前,中國科學院國家天文臺韓金林研究員帶領團隊利用中國天眼FAST發現了一個罕見的毫秒脈沖星,與伴星以3.6小時的周期相互繞轉,且有六分之一的時間被伴星遮擋(即掩食,猶如日食或月食),這一發現對恒星演化理論、致密星吸積物理和雙星合并的引力波源研究具有重要意義,該研究成果今天(23日)在國際學術期刊《科學》在線發表。
共包層演化模擬,藍色天體為中子星,紅色天體為膨脹的巨星。(圖片來源:央視新聞視頻截圖)
浩瀚的銀河系中,大多數恒星都是成對出現,以雙星系統的形式共同演化。天文學家對于單個恒星如何演化已有相對清晰的認識,但雙星如何交互和演化在過去幾十年里一直是天文學領域的前沿難題。
中國天眼FAST的靈敏度極高,是發現脈沖星的利器,對處于極短周期軌道上的脈沖星更為敏銳。研究團隊利用FAST對銀河系進行脈沖星深度搜索時,發現了一顆自轉周期為10.55毫秒的毫秒脈沖星,該團隊在多次后隨驗證觀測之后確認它處于一個半徑僅50萬公里的致密軌道,與伴星相互繞轉的軌道周期僅為3.6小時,每個周期都有約六分之一的時間被伴星遮擋。據推測,這個伴星的質量至少有1個太陽那么重,遠超出一般掩食脈沖星的伴星,但狹小的軌道根本容不下一個像太陽這樣的恒星。由多方面的限制推斷,這個伴星不是普通恒星,也不是演化后的致密星,而應該是經歷過公共包層演化階段被剝去外層氣體的恒星內核,即一顆炙熱的氦星。脈沖星信號掩食是氦星甩出的星風物質遮擋引起的。
中國天眼”發現罕見掩食脈沖星。(圖片來源:中國科學院國家天文臺)
這類特殊的雙星系統極為罕見,并且難以觀測,因為它們在宇宙中存活時間僅約一千萬年,對于138億年的宇宙而言,如同夜空中稍縱即逝的流星。根據該團隊所做的模擬分析表明,在銀河系千億顆恒星中,目前類似這樣的系統僅有幾十個。此次這一罕見天體的發現有望為天文學研究帶來多方面的突破,它不僅有助于完善和深化我們對恒星,特別是雙星演化具體過程的理解,比如雙星演化過程中兩顆星如何靠近導致軌道收縮、兩顆星之間如何進行物質交流、中子星進入伴星內部之后如何自轉加速到幾個毫秒,公共氫元素包層如何被致密星吹跑等,這個天體還是致密星吸積大量物質后中微子散熱理論的重要例證。它還將推動引力波源預測、深度光學/紅外的氦星觀測等領域的研究,為人們更好地認識宇宙天體及其演化過程提供重要支撐。
據央視新聞,FAST雖然叫“中國天眼”,但它的任務不是看星光,而是“聽”宇宙。正如蝙蝠可以用自身發出的超聲波辨別方向,FAST可以通過電磁波來獲取宇宙信息。
圖片來源:央視新聞
自2020年正式開放運行以來,FAST已發現超過1000顆脈沖星。這些宇宙深處的“燈塔”,以特殊的脈沖和穩定的轉動頻率,為人類標注深空坐標。未來,當“燈塔坐標系”覆蓋更廣袤的星際空間,或將成為星際航行的“宇宙GPS”,指引飛船穿越光年尺度的黑暗疆域。
為什么FAST能“聽”得這么遠?答案藏在貴州群山環抱的“大眼睛”中:FAST的超級反射面,可從球面舒展為拋物面;六座百米鋼塔以10毫米的精度鎖定深空信號,將數億光年外的微弱信號匯聚到焦點。
2022年10月9日21時20分50秒, 6萬多個伽馬光子被“拉索”記錄到,這是20億光年外一場恒星葬禮的余暉。一顆質量超太陽20倍的巨星,在耗盡核燃料后轟然坍縮,釋放出持續幾百秒的“宇宙煙花”伽馬射線暴。
“拉索”的探測器陣列上,搜集到了“宇宙煙花”迸濺的瞬間。這是人類首次完整記錄萬億電子伏特伽馬射線暴從誕生到湮滅的“生命全周期”,由于此類事件千載難逢,“拉索”的數據或將在未來百年內保持“宇宙最佳觀測紀錄”。
每日經濟新聞綜合央視新聞
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