香港文匯報(bào)訊（記者 劉凝哲 北京報(bào)道）中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)韓金林研究員帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)利用中國(guó)天眼FAST發(fā)現(xiàn)了一個(gè)特殊的毫秒脈衝星，其與伴星以3.6小時(shí)的周期相互繞轉(zhuǎn)，且有六分之一的時(shí)間被伴星遮擋（即掩食，猶如日食或月食，編者註）。此類掩食脈衝星非常罕見(jiàn)，對(duì)開(kāi)展恒星演化、緻密星吸積、雙星併合引力波源等研究具有重要意義。這一成果5月23日在線發(fā)表於國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。

特殊雙星系統(tǒng)銀河系中僅有幾十個(gè)

天文學(xué)家對(duì)於單個(gè)恒星如何演化已有相對(duì)清晰的認(rèn)識(shí)，但大多數(shù)恒星都是成對(duì)出現(xiàn)，以雙星系統(tǒng)的形式共同演化，雙星系統(tǒng)如何交互和演化一直是天文學(xué)領(lǐng)域的前沿難題。恒星演化理論認(rèn)為，質(zhì)量越大的恒星演化速度越快。在雙星系統(tǒng)中，較大質(zhì)量的恒星一般會(huì)率先演化，最後塌縮成密度極高的緻密星，如中子星或黑洞。在這個(gè)階段，較小質(zhì)量的伴星應(yīng)該會(huì)繼續(xù)演化，但該伴星在演化時(shí)，物質(zhì)會(huì)被緻密星吸積，伴星會(huì)因?yàn)橘|(zhì)量流失而體積膨脹，甚至膨脹到把緻密星攬入懷中，一起在公共的氫元素包層中演化約1,000年。

在此過(guò)程中，具有強(qiáng)引力的緻密星一方面貪婪吸積伴星的物質(zhì)，使其自轉(zhuǎn)加快。另一方面，緻密星與伴星相互繞轉(zhuǎn)的過(guò)程中，把公共的氫包層全部吹散，留下伴星中心燃燒的內(nèi)核。這時(shí)的伴星主要靠燃燒的氦元素發(fā)光，溫度有幾萬(wàn)度。

千年之後，經(jīng)歷共同演化過(guò)程的雙星最終留下快速自轉(zhuǎn)的緻密星與高溫氦星，在非常緊密的軌道上相互繞轉(zhuǎn)。然而，這類特殊的雙星系統(tǒng)在宇宙中存活時(shí)間僅約1,000萬(wàn)年，對(duì)於138億年的宇宙而言，如同夜空中稍縱即逝的流星。

韓金林指出，根據(jù)研究團(tuán)隊(duì)所做模擬分析，銀河系千億顆恒星中，該特殊雙星系統(tǒng)在銀河系中僅有幾十個(gè)。因它們極為罕見(jiàn)，且難以觀測(cè)，所以，天文學(xué)家推斷的雙星系統(tǒng)公共包層演化的理論，也長(zhǎng)期缺乏直接觀測(cè)證據(jù)的支持。

有望啟發(fā)引力波源預(yù)測(cè)等課題

中國(guó)天眼FAST的靈敏度極高，是發(fā)現(xiàn)脈衝星的利器，對(duì)觀察處?kù)稑O短周期軌道上的脈衝星更為敏銳。2020年，韓金林利用FAST對(duì)銀河系進(jìn)行脈衝星深度搜索時(shí)，發(fā)現(xiàn)了毫秒脈衝星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)那麼大。

韓金林表示，綜合這些結(jié)果推斷，這一伴星應(yīng)該是高溫氦星。脈衝星信號(hào)掩食是氦星甩出的星風(fēng)物質(zhì)遮擋引起的。這個(gè)脈衝星和伴星應(yīng)該是經(jīng)歷過(guò)共同包層演化之後的特殊雙星。

《科學(xué)》審稿人之一，美國(guó)國(guó)家射電天文臺(tái)的脈衝星雙星研究專家Scott Ransom表示，這是個(gè)獨(dú)特的緻密雙星系統(tǒng)，具有極高的科學(xué)價(jià)值，有望在恒星群體演化、引力波源預(yù)測(cè)、雙星和恒星演化過(guò)程等方面引導(dǎo)出很多有趣的研究課題。