中評社北京5月26日電／據光明日報報導，浩瀚宇宙中，大多數恒星都是成對出現、以雙星系統的形式共同演化的，但天文學家對雙星系統瞭解並不多。中國科學院國家天文台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衝星——它與伴星以3.6小時的周期相互繞轉，且有1／6的時間被伴星遮擋（即掩食，猶如日食或月食）。這一成果日前在線發表於《科學》雜誌，將對恒星演化理論、致密星吸積物理和雙星並合引力波源研究具有重要意義。
恒星演化理論認為，質量越大的恒星演化速度越快。在雙星系統中，較大質量的恒星一般會率先演化，最後塌縮成密度極高的致密星，比如中子星或黑洞。在這個階段，較小質量的伴星會繼續演化。“但這顆伴星的物質會被致密星吸積，因此質量流失、體積膨脹，甚至膨脹到把致密星攬入懷中，一起在公共的氫元素包層中演化約1000年。”韓金林解釋，千年之後，雙星最終留下快速自轉的致密星與高溫氦星，在非常緊密的軌道上相互繞轉1000萬年。然後，氦星大概會塌縮成白矮星，變成兩個相互繞轉的致密星。這兩個致密星最後會合併，變成引力波源，發出引力波。“對於138億年的宇宙而言，1000萬年稍縱即逝。因此，這類雙星系統變得極為罕見且難以觀測——模擬分析顯示，銀河系中，這樣的系統僅有幾十個。”韓金林說。
FAST的靈敏度極高，對觀察處於極短周期軌道上的脈衝星非常敏銳。韓金林帶領團隊利用FAST在2020年5月“捕捉”到這一系統，隨後進行了大量的測量。測量數據表明，這一雙星系統中的伴星，不是普通恒星，也不是演化後的致密伴星，而是與致密星一起經歷過公共包層演化的氦星。
天文學家認為，這對罕見天體的發現將為天文學研究帶來多方面的突破。首先，有助於完善和深化對雙星演化具體過程的理解，比如兩顆星如何靠近導致軌道收縮、如何進行物質交流等；其次，該中子星在公共包層里應該在很短時間里吸積大量物質，使脈衝星自轉加快——這個新發現的系統可能成為中微子散熱機制理論的一個重要例證；再次，這對稀有的雙星可以演化成為引力波源，為致密雙星並合和引力波的產生機制提供新的限制。 |
