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接连发现蜘蛛脉冲星,FAST最新成果填补空白

科普小知识2022-07-12 13:03:06
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继FAST首次发现双星脉冲星“黑寡妇”及其首次脉冲星计时观测后,几天前,中国科学院国家天文台收到好消息,FAST首次在球状星团M92中探测到“红蜘蛛”双星脉冲星。这是FAST正式运行后向公众发布的最新观察结果。

球状星团分布在银河系的银晕上,其演化历史高达100亿年。这使得其中发现的绝大多数脉冲星也是非常古老的毫秒脉冲星。银河系中有100多个球状星团。这些球状星团具有不同的恒星密度、年龄和其他特征。每个球状星团中发现的脉冲星数量也非常不同。

迄今为止,在30个球状星团中发现了157颗脉冲星。球状星团由大量受重力束缚的恒星组成,被认为是射电脉冲星,尤其是毫秒脉冲星的“生产工厂”。球状星团中心的致密恒星环境有利于高速旋转脉冲星的诞生,如可能的亚毫秒级脉冲星和未被发现的黑洞等奇怪系统。这些自然实验室为研究广义相对论和超高密度条件下的物质状态提供了一个极端的环境。

天文学家称两颗非常接近的恒星为“双星”在脉冲星领域,“双星”通常指的是间隔很近、物理上相连并围绕彼此旋转的恒星。在20世纪80年代,天文学家首次发现了带有日食现象的毫秒脉冲星双星系统。在这个双星系统中,主星是毫秒脉冲星,伴星的物质被主星的恒星风(类似于太阳风)加热并带走一部分。其中,“黑寡妇”和“红背蜘蛛”有不同的伴星,但它们都伴随着日食现象,并倾向于吃掉它们的伴侣。这两种类型的脉冲星统称为蜘蛛脉冲星。

不久前,中国科学院国家天文台博士研究生王林和研究员彭波,与曼彻斯特大学的本杰明·斯塔珀斯教授等一起,用快中子望远镜对火星球状星团(M13)进行了脉冲星观测研究,在双星系统中发现了毫秒脉冲星PSR 1641+3627 F(M13F)。与此同时,星团中的另一颗脉冲星M13E被认证为食双星“黑寡妇”,并获得了现有脉冲星M13的最佳国际计时结果。这是FAST首次对球状星团进行高灵敏度的脉冲星搜索和定时观测。它填补了球状星团M13中脉冲星性质和分布研究的空白,被认为是一项阶段性成果。

中国科学院国家天文台最近宣布,天文学家利用快中子在球状星团M92中发现了一个特殊的脉冲星双星系统,称为“红蜘蛛”。天文学家可以利用脉冲星来研究球状星团M92的演化,并向“红蜘蛛”系统添加新的样本。然而,目前在这个脉冲星双星系统中仍有一些问题需要探索。随着观测的深入和FAST的高灵敏度,将来可能会发现更多特殊的脉冲星和脉冲星,如“红蜘蛛”系统。