“中国天眼”发现轨道周期最短的脉冲星双星系统

6月20日，《自然》在线发表了一项关于脉冲星的最新研究成果。基于“中国天眼”（FAST）的观测数据，我国天文学家发现了一个轨道周期仅为53分钟的脉冲星双星系统。该双星系统是目前发现的轨道周期最短的脉冲星双星系统，这一发现填补了蜘蛛类脉冲星系统演化模型中缺失的一环。

中科院国家天文台供图

 

在自然界中，黑寡妇蜘蛛和红背蜘蛛为大家所熟悉，它们以“谋杀亲夫”而闻名，雌雄交配后，雌性蜘蛛会很快吃掉雄性同伴。无独有偶，在浩瀚宇宙中，天文学家发现有些脉冲星也有类似的行为，因此他们便脑洞大开地将其命名为蜘蛛类脉冲星。

所谓蜘蛛类脉冲星，其实是指一种毫秒脉冲星，是超新星爆发时产生的中子星的一种。天文学家发现，蜘蛛类脉冲星可以分为两类：红背蜘蛛脉冲星和黑寡妇蜘蛛脉冲星。其中，红背蜘蛛脉冲星的轨道周期短于1天，其伴星质量介于0.1—0.4倍太阳质量之间；黑寡妇蜘蛛脉冲星则更为极端，其轨道周期短至数小时，伴星质量不超过0.03倍的太阳质量。

论文通讯作者、中科院国家天文台研究员姜鹏说，一般认为，黑寡妇蜘蛛脉冲星可能是从红背蜘蛛脉冲星演化而来的。理论预言，还存在一种处于演化中间状态的脉冲双星，但是，这样的天体一直都没有被观测到。

左：红色箭头指示M71E的位置，旁边是球状星团M71。星明天文台供图

右：来自“中国天眼”观测数据的M71E的平均脉冲轮廓和偏振位置角。中科院国家天文台供图

 

借助FAST的超高灵敏度和极强探测能力，研究团队探测到一个名为PSR J1953+1844（M71E）的双星系统，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，伴星的质量约为0.07倍的太阳质量。该双星系统是目前已发现的绕转速度最快蜘蛛类脉冲星系统，且处于红背到黑寡妇系统演化过程的中间状态，填补了蜘蛛类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，期待进一步研究有更多发现。