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)的(de)形式共同演化的。但天文学家却对双星系统了解并不多(bìngbùduō)。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——它与伴星以3.6小时的周期相互绕转，且有六分之一的时间被伴星遮挡（即掩食，犹如日食或月食）。这一(zhèyī)成果5月23日在线发表于《科学》杂志，将对恒星演化理论(lǐlùn)、致密星吸积物理和双星并合(bìnghé)引力波源研究具有(jùyǒu)重要意义。 韩金林解释，恒星演化理论认为，质量越大的恒星演化速度越快。在双星系统(xìtǒng)中，较大质量的恒星一般会率先演化，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(zhè)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(xījī)，因此质量流失、体积膨胀，甚至膨胀到把致密星揽入怀中，一起在公共的氢元素包层中演化约(yuē)1千年(qiānnián)。”千年之后，双星最终留下快速自转的致密星与高温氦星，在非常紧密的轨道上相互(xiānghù)(xiānghù)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(duìyú)138亿年的宇宙而言，1千万年稍纵即逝。因此，这类双星系统变得极为罕见且难以观测(guāncè)——我们模拟分析(fēnxī)显示，银河系中，这样的系统仅有几十个。” FAST的灵敏度极高，对观察处于极短周期轨道上的脉冲星(màichōngxīng)非常敏锐。韩金林带领团队利用FAST在(zài)2020年5月(yuè)“捕捉”到这一系统，随后进行了大量的测量。 韩金林(hánjīnlín)介绍，测量数据表明，这一双星系统(xìtǒng)中的(de)伴星，不是普通(pǔtōng)恒星，也不是演化后(hòu)的致密伴星，而是与致密星一起经历过公共包层演化的氦星。韩金林说：“这个伴星的质量至少有1个太阳那么重，远超出一般掩食脉冲星的伴星。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，就是氦星甩出的星风(xīngfēng)物质遮挡引起的。” 天文学家(tiānwénxuéjiā)们认为，这对罕见天体的发现(fāxiàn)，将为天文学研究带来(dàilái)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，比如两颗星如何靠近导致(dǎozhì)轨道收缩、两颗星之间如何进行物质交流等。其次，这个中子星在(zài)公共(gōnggòng)包层里应该在很短时间里吸积了大量物质，使脉冲星自转加快。这个新发现的系统可能成为中微子散热机制(jīzhì)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机制提供了新的限制。 论文审稿人之一，美国国家射电天文台的脉冲星双星研究专家斯科特表示：“这个独特的致密双星系统具有极高的科学(kēxué)价值，有望在多个不同领域，如恒星(héngxīng)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(fāngmiàn)，引导出很多有趣的研究课题，让我们对双星演化中(zhōng)公共包层阶段(jiēduàn)这一目前仍知之甚少(zhīzhīshènshǎo)的领域有更深入的认识”。 （光明日报全媒体记者(jìzhě)齐芳） 来源(láiyuán)：光明日报全媒体记者齐芳