經(jīng)過將近兩年的觀測(cè)研究，中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究人員使用“天眼”望遠(yuǎn)鏡FAST，在武仙座球狀星團(tuán)中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)脈沖雙星系統(tǒng)，并通過脈沖星計(jì)時(shí)觀測(cè)證認(rèn)了這個(gè)雙星系統(tǒng)由一顆脈沖星與一顆白矮星組成。
這是FAST發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)脈沖雙星系統(tǒng)，也是FAST首次發(fā)布脈沖星計(jì)時(shí)觀測(cè)研究結(jié)果。
研究人員同時(shí)研究了這個(gè)球狀星團(tuán)中的其他5顆脈沖星。首次測(cè)量出其中3個(gè)脈沖雙星的軌道橢率，并發(fā)現(xiàn)這個(gè)球狀星團(tuán)有點(diǎn)特殊。
我們的天眼究竟看到啥好玩的東西了？讓我們一點(diǎn)點(diǎn)來說說。
所謂“星團(tuán)”，就是恒星聚集成的小集體。
星團(tuán)可以分為兩類：
- 一類是少量的恒星組成比較松散的集體，叫“疏散星團(tuán)”；
著名的昴星團(tuán)是一個(gè)典型的疏散星團(tuán)。（圖片來源：https://apod.nasa.gov/apod/ap161019.html）- 一類是大量恒星聚集在一個(gè)球狀區(qū)域中組成的“球狀星團(tuán)”。
（圖片來源：https://apod.nasa.gov/apod/ap120614.html）不要看著圖片覺得這些星團(tuán)很大，實(shí)際肉眼觀看的話，這些星團(tuán)在夜空中都顯得很小。有多小呢？伸長你的手臂，豎起食指，這些星團(tuán)在夜空中大多比你這一個(gè)指甲蓋還小。球狀星團(tuán)有兩個(gè)重要的特點(diǎn)，一個(gè)是恒星的密度很大。這點(diǎn)我們從上面的圖片中也能直觀地看出來。另一個(gè)是球狀星團(tuán)年齡比較大。這兩個(gè)特點(diǎn)，導(dǎo)致了在球狀星團(tuán)中容易產(chǎn)生脈沖星，并且容易產(chǎn)生一些比較好玩的脈沖星。球狀星團(tuán)里面的脈沖星，我們簡單地稱之為“球狀星團(tuán)脈沖星”。天文學(xué)家起名字就是這么的樸實(shí)無華~球狀星團(tuán)里那么多的恒星，發(fā)現(xiàn)幾顆脈沖星不算啥大事。比如在球狀星團(tuán)Terzan 5 中，科學(xué)家就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了38顆脈沖星。按照脈沖星的命名規(guī)則，脈沖星是根據(jù)其在天空中的位置命名的。球狀星團(tuán)Terzan 5 的坐標(biāo)大概是赤經(jīng)17時(shí)48分，赤緯-24度46分，那它里面的脈沖星就應(yīng)該叫PSR J1748-2446。但是這球狀星團(tuán)的脈沖星太多了，總得區(qū)分一下。于是天文學(xué)家就約定，這球狀星團(tuán)里面發(fā)現(xiàn)的第一顆脈沖星叫PSR J1748-2446A，第二顆叫PSR J1748-2446B，第三顆叫PSR J1748-2446C……等26個(gè)字母用完了，就叫PSR J1748-2446aa，PSR J1748-2446ab，PSR J1748-2446ac……呵~天文學(xué)家起名字就是這么的樸實(shí)無華~FAST此次發(fā)現(xiàn)的是武仙座球狀星團(tuán)（根據(jù)著名的梅西耶天體表，通常稱其為M13）中第六顆脈沖星，所以它的名字就叫PSR J1641+3627F，或者M(jìn)13F。M13F這顆脈沖星有兩個(gè)比較特殊的地方：它是一顆毫秒脈沖星；它與一顆白矮星相互繞轉(zhuǎn)，構(gòu)成一個(gè)雙星系統(tǒng)。而這兩個(gè)特點(diǎn)，很大程度得益于球狀星團(tuán)獨(dú)特的環(huán)境。目前已知的157顆球狀星團(tuán)脈沖星中，有超過90%是毫秒脈沖，有近60%處于雙星系統(tǒng)中。這個(gè)比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于銀盤中的脈沖星。球狀星團(tuán)能夠孕育出如此之多的特殊脈沖星絕非偶然。球狀星團(tuán)中恒星密度比銀盤上高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。如此致密的恒星環(huán)境更有利于恒星產(chǎn)生相互作用，甚至發(fā)生碰撞。毫秒脈沖星及雙星系統(tǒng)的演化，猶如一曲優(yōu)美的“華爾茲”，而球狀星團(tuán)脈沖星則為這曲華爾茲增添了更多華麗的舞步。- 當(dāng)舞曲奏響那一刻，雙星系統(tǒng)中長得胖的（主星）會(huì)先經(jīng)歷超新星爆發(fā)，拋出自身一部分物質(zhì)。如果此時(shí)它的“舞伴”（伴星）比較瘦弱，就會(huì)被快速地踢出，同時(shí)雙星系統(tǒng)瓦解。而胖星星留下部分會(huì)塌縮形成快速旋轉(zhuǎn)的中子星。如果這顆中子星磁極發(fā)出的輻射剛好能掃過地球，那就是脈沖星。
中子星磁極發(fā)出的輻射隨自轉(zhuǎn)不停地掃過地球，即為我們觀測(cè)到的脈沖星。（圖片來源：http://www.ligo.org/science/Publication-S6VSR24KnownPulsar/）- 如果伴星的“體重”足以抵御超新星爆發(fā)產(chǎn)生的沖擊，就會(huì)留在之前的雙星系統(tǒng)中與脈沖星繼續(xù)這段華爾茲。這個(gè)正常的脈沖星會(huì)通過吸積伴星物質(zhì)使自己自轉(zhuǎn)加速從而變得越來越不正常，最終加速成一顆毫秒脈沖星。
- 如果伴星質(zhì)量較小，有可能最終演化成為一顆白矮星。這時(shí)我們的雙星系統(tǒng)就變成像M13F這樣的脈沖星——白矮星雙星系統(tǒng)。
- 如果伴星質(zhì)量較大，也有可能發(fā)生超新星爆炸而留下一顆中子星。這次超新星爆炸可能導(dǎo)致兩種結(jié)果：一種是兩顆中子星各奔東西；另一種是兩顆中子星繼續(xù)這段華爾茲，成為一個(gè)雙中子星系統(tǒng)。
毫秒脈沖星及脈沖星相關(guān)雙星系統(tǒng)演化示意圖。（原圖來源：http://www.jb.man.ac.uk）
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