双星系统是由引力束缚在一起的成对恒星,它们围绕着一个共同的质心运行。在我们的星系中,超过一半的恒星属于双星或多星系统,这使得它们的存在出人意料地普遍。
双星系统中的恒星在质量、大小和亮度上可能差异很大,它们之间的相互作用常常以显著的方式塑造着各自的演化。在某些情况下,一颗恒星的引力会从其伴星上拖拽物质,从而引发诸如新星甚至超新星爆发等剧烈事件。
研究双星系统不仅有助于我们了解恒星的生命周期,还能让我们更多地了解物质在极端条件下的行为。
一个来自中国的天文学家团队在一个双星系统中发现了一颗极为罕见的脉冲星,其辐射脉冲每隔几个小时就会偶尔被其伴星阻挡。该团队由中国国家天文台的研究员韩金林领导,他们的研究结果发表在《科学》杂志上。
脉冲星本身并非特别罕见——仅在我们的星系中就发现了近3500颗。它们是大质量恒星在生命末期爆发成为超新星后留下的致密残骸。
它们从磁极发射出电磁辐射束,随着自身旋转,这些辐射束就像灯塔的光束扫过海洋一样在太空中扫过。如果其中一束辐射穿过地球,我们就会将其探测为有规律的射电波、X射线甚至伽马射线脉冲。
(图注:PSR B1509−58——钱德拉X射线天文台观测到的X射线呈金色;WISE天文台观测到的红外光以红、绿、蓝三色呈现/最大。(美国国家航空航天局/钱德拉X射线中心/史密松天体物理台(X射线);美国国家航空航天局/喷气推进实验室 – 加州理工学院(红外)))
这一发现是利用500米口径球面射电望远镜(FAST)完成的。它也被称为“中国天眼”,是世界上最大的单口径射电望远镜。
它位于中国贵州省的一个天然喀斯特洼地中,拥有一个由4400多块可调节面板构成的500米宽的反射面,使其能够探测到来自深空的微弱射电信号。
FAST于2020年1月开始正式运行,并于2021年3月向国际研究人员开放。其主要科学目标包括研究脉冲星、快速射电暴、中性氢,以及开展外星智慧生命的搜索。
(图注:500米口径球面射电望远镜(Absolute Cosmos))
这个新发现的系统名为PSR J1928 + 1815,距离我们455光年,它让科学家们得以罕见地窥探双星过程。特别是双星系统中导致中子星或脉冲星形成的过程。
在这类系统中,质量较大的恒星老化得更快,最终坍缩成中子星或黑洞。与此同时,质量较小的恒星会将物质输送给其致密的伴星,使它们共享一层氢气体的共同包层。
在一段短暂的时期内(PSR J1928 + 1815就是这种情况),两颗恒星在共同包层内运行。大约1000年后,中子星会清除掉这一包层,留下一颗围绕中子星运行的炽热的燃烧氦的恒星。
这一发现支持了长期以来关于双星系统中恒星如何交换质量、缩小轨道以及抛射共享气体包层的理论。研究这样的系统有助于我们理解恒星演化、中子星行为,以及此类双星最终如何合并产生引力波。
借助像FAST这样强大的望远镜,天文学家希望能发现更多这类罕见的宇宙双星,并揭开宇宙更多的奥秘。
**本文最初由《今日宇宙》发表。阅读原文。**
一颗恒星怎么会在另一颗恒星内部环绕运行?这能真实存在吗?