日前，中國科學院國家天文臺韓金林研究員帶領(lǐng)團隊利用中國天眼FAST發(fā)現(xiàn)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(zhuǎn)，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(fā)現(xiàn)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(shù)期刊《科學》在線發(fā)表。
浩瀚的銀河系中，大多數(shù)恒星都是成對出現(xiàn)，以雙星系統(tǒng)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(lǐng)域的前沿難題。
中國天眼FAST的靈敏度極高，是發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)了一顆自轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jù)推測，這個伴星的質(zhì)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(jīng)歷過公共包層演化階段被剝?nèi)ネ鈱託怏w的恒星內(nèi)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(zhì)遮擋引起的。
這類特殊的雙星系統(tǒng)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(jù)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(tǒng)僅有幾十個。此次這一罕見天體的發(fā)現(xiàn)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(zhì)交流、中子星進入伴星內(nèi)部之后如何自轉(zhuǎn)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(zhì)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(lǐng)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。
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