新華社北京5月23日電（記者張泉）我國(guó)科學(xué)家利用“中國(guó)天眼”在銀河系發(fā)現(xiàn)一顆毫秒脈沖星PSR J1928+1815，它有六分之一的時(shí)間被伴星遮擋（即掩食），且伴星質(zhì)量遠(yuǎn)超一般掩食脈沖星的伴星。此類掩食脈沖星非常罕見(jiàn)，對(duì)開(kāi)展恒星演化、致密星吸積、雙星并合引力波源等研究具有重要意義。
這一發(fā)現(xiàn)由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員韓金林團(tuán)隊(duì)完成，成果論文5月23日凌晨在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表。
“中國(guó)天眼”發(fā)現(xiàn)罕見(jiàn)掩食脈沖星。（中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)供圖）
“浩瀚的銀河系中，大多數(shù)恒星都是成對(duì)出現(xiàn)、共同演化。雙星之間是如何進(jìn)行物質(zhì)交換的？演化過(guò)程是怎樣的？長(zhǎng)期以來(lái)是天文學(xué)的前沿課題。”韓金林說(shuō)。
雙星演化理論認(rèn)為，質(zhì)量較大的恒星一般會(huì)率先演化，塌縮成密度極高的致密星，如脈沖星或黑洞。質(zhì)量小的伴星物質(zhì)會(huì)被致密星吸積，并因質(zhì)量流失而體積膨脹，甚至脹大到把致密星“攬入懷中”。此后，雙星在一個(gè)公共包層中演化約一千年。公共包層演化后，留下快速自轉(zhuǎn)的致密星與高溫氦星，在非常緊密的軌道上相互繞轉(zhuǎn)。
“然而，公共包層演化后產(chǎn)生的這類特殊雙星系統(tǒng)的存活時(shí)間僅約一千萬(wàn)年，然后伴星就演化成白矮星，進(jìn)入新的階段。這點(diǎn)時(shí)間對(duì)于138億年的宇宙而言，稍縱即逝。據(jù)估算，這樣的雙星系統(tǒng)在銀河系中只有幾十個(gè)，極為罕見(jiàn)，因此很難捕捉。”韓金林說(shuō)。
2020年，團(tuán)隊(duì)利用“中國(guó)天眼”對(duì)銀河系進(jìn)行脈沖星深度搜索時(shí)，發(fā)現(xiàn)了PSR J1928+1815，自轉(zhuǎn)周期為10.55毫秒，它與伴星相互繞轉(zhuǎn)的軌道周期僅為3.6小時(shí)，且伴星質(zhì)量至少有1個(gè)太陽(yáng)那么大。
“綜合這些結(jié)果推斷，它的伴星應(yīng)該是高溫氦星。脈沖星信號(hào)掩食是氦星甩出的星風(fēng)物質(zhì)遮擋引起的。”韓金林說(shuō)，這個(gè)脈沖星和伴星應(yīng)該是經(jīng)歷過(guò)共同包層演化之后的特殊雙星。
《科學(xué)》審稿人認(rèn)為，這一發(fā)現(xiàn)具有極高的科學(xué)價(jià)值，將幫助科學(xué)家更好開(kāi)展雙星系統(tǒng)公共包層演化研究，并有望為恒星群體演化、致密星吸積、引力波源預(yù)測(cè)等多領(lǐng)域科學(xué)研究提供觀測(cè)依據(jù)。