罕见！我国科学家有新发现

浩瀚宇宙中，大多数恒星都是成对出现、以双星系统(xìtǒng)(xìtǒng)的形式共同演化的。但天文学家却对双星系统了解并不多。中国科学院国家天文台韩金林研究员带领团队，利用“中国天眼”FAST，发现了一个罕见的毫秒脉冲星——它(tā)与伴星(bànxīng)以3.6小时的周期相互(xiānghù)绕转，且有六分之一的时间被伴星遮挡（即掩食(yǎnshí)，犹如日食或月食）。这一成果5月23日在线发表于《科学》杂志，将对恒星演化理论、致密星吸积物理和双星并合(bìnghé)引力波源研究具有重要意义。 韩金林解释(jiěshì)，恒星演化理论认为(rènwéi)，质量越大的(de)恒星演化速度越快。在双星系统中，较大质量的恒星一般(yìbān)会率先演化，最后塌缩成密度极高的致密(zhìmì)(zhìmì)星，比如中子星或黑洞。在这个阶段，较小质量的伴星会继续演化。“但这颗伴星的物质会被致密星吸积，因此质量流失、体积膨胀，甚至膨胀到把(bǎ)致密星揽入怀中，一起在公共的氢元素包层中演化约1千年。”千年之后，双星最终留下快速自转的致密星与(yǔ)高温氦星(hàixīng)，在非常紧密的轨道上相互绕转一千万年。然后氦星大概会塌缩成白矮星，变成两个相互绕转的致密星。这两个致密星最后会合并，变成引力波源，发出引力波。 韩金林说：“对于138亿年的(de)宇宙而言，1千万年稍纵即逝。因此，这类双星系统变得极为罕见(hǎnjiàn)且难以观测——我们模拟分析显示(xiǎnshì)，银河系中，这样的系统仅有几十个。” FAST的灵敏度(língmǐndù)极高，对观察处于极短周期轨道上的脉冲星非常敏锐。韩金林带领团队利用FAST在2020年5月“捕捉”到这一系统(xìtǒng)，随后进行了大量(dàliàng)的测量。 韩金林介绍，测量数据表明，这一双星系统中的(de)伴星，不是普通恒星，也不是演化后的致密伴星，而是(érshì)与致密星一起经历过公共包层演化的氦(hài)星。韩金林说：“这个伴星的质量至少有(yǒu)1个太阳那么重，远超出一般掩食脉冲星(màichōngxīng)的伴星。但狭小的轨道根本容不下一个像太阳这样的恒星。我们根据多方面条件的限制，做出了这个推断。而它们发出的脉冲星信号掩食，就是氦星甩出(shuǎichū)的星风物质遮挡引起的。” 天文学家们认为，这对罕见(hǎnjiàn)天体的发现，将为天文学研究带来多方面的突破。首先，有助于完善和深化对双星演化具体过程的理解，比如两颗星如何(rúhé)靠近导致(dǎozhì)轨道收缩、两颗星之间(zhījiān)如何进行物质交流等。其次，这个中子星在公共包层里应该在很短时间(duǎnshíjiān)里吸积了大量物质，使脉冲星自转加快。这个新发现的系统可能(kěnéng)成为中微子散热机制理论的一个重要例证。再次，这对稀有的双星，可以演化成为引力波源，为致密双星并合和引力波的产生(chǎnshēng)机制提供了新的限制。 论文审稿人之一，美国(měiguó)国家射电天文台的脉冲星双星研究专家斯科特表示：“这个独特的致密(zhìmì)双星系统具有极高的科学价值，有望在多个不同领域(lǐngyù)，如恒星群体演化、引力波源预测、双星和恒星演化过程、深度光学/红外的氦星观测等方面，引导出很多有趣的研究课题，让(ràng)我们对双星演化中公共(gōnggòng)包层(bāocéng)阶段这一目前仍知之甚少的领域有更深入的认识”。 （光明日报全媒体记者齐芳(qífāng)） 来源(láiyuán)：光明日报全媒体记者齐芳