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“中國天眼”發現首例仍在演化脈沖星三體系統

2026年10月10日09:15 | 來源:科技日報222
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“中國天眼”(FAST)發現的一個脈沖星系統,被中歐天文學家証實由三顆天體組成,是確鑿無疑的脈沖星三體,而且仍在演化。這是人類發現的首例仍處於演化階段的原生三體系統,也是第二例被確認的脈沖星三體系統。相關研究成果9日發表於《天體物理學雜志快報》。

脈沖星是大質量恆星爆炸后留下的殘骸,能像燈塔一樣規律地發出脈沖,是自然界最精准的時鐘之一。這次發現的脈沖星編號為J0435+3233,自轉極快,周期僅3.2毫秒,相當於每秒轉約312圈。更重要的是,它和一顆白矮星互相繞轉,約8天轉一圈,軌道接近圓形。

奇怪的是,這顆脈沖星的自轉周期每年增加1納秒,變化幅度比同類脈沖星高出兩個量級。“對脈沖星這種‘宇宙時鐘’來說,這就像一塊本該極准的表,突然越走越慢,而且慢得離譜。”論文通訊作者、中國科學院國家天文台研究員韓金林說。

為此,韓金林聯合國內五家單位展開了進一步探索。他們把FAST的射電數據和國外多家望遠鏡的光學、紅外、伽馬射線觀測數據拼在一起,最終精准鎖定了這顆脈沖星的光學伴星,証實這個系統裡不是隻有兩顆天體,而是三顆。

第三顆星是一顆質量與太陽幾乎相同的恆星,而且還在正常演化。它以73.5年為周期,沿著一個比較扁的橢圓軌道,繞著脈沖星和白矮星組成的雙星系統轉。正是它的引力拉扯,讓脈沖星的自轉周期出現了異常增大。

科學家推測,這三顆星可能誕生於同一片雲團,是原生“三胞胎”。其中,老大剛出生時質量約為太陽的20倍,后來爆炸死亡,留下現在的脈沖星﹔老二初始質量為數倍太陽質量,也“死亡”了,變成白矮星﹔老三隻有約1倍太陽質量,離兩位“哥哥”較遠,沒被早期超新星爆炸波及,如今仍平穩演化。未來,它也會熄滅,這個系統將變成一顆脈沖星加兩顆白矮星。“此前,人類發現的唯一脈沖星三星系統,由一顆脈沖星和兩顆白矮星組成,三顆星都已走到演化終點。而這次發現的三體系統,第三顆星還活著,因此格外珍貴。”韓金林說。

與此同時,德國、荷蘭、法國、英國科學家組成的歐洲團隊也獨立分析類似數據,得到同樣結論。中國團隊因充分考慮三星之間的引力作用和相對論效應,確定的三體軌道參數精度比歐洲團隊好一個量級,並結合FAST和費米衛星的數據精確測定了三顆天體的質量。

韓金林表示,這個脈沖星三體系統具有清晰而顯著的三體引力交互效應,是驗証強等效原理等基礎引力理論的天然觀測平台,為研究三星系統演化提供了珍貴樣本。(記者陸成寬)

(責編:李依環、李昉)

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