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中国“天眼”首次发现脉冲双星系统

浏览:74 发表时间:2020-05-18 09:57:49

  中新社北京3月27日电 (记者 孙自法)记者27日从中国科学院国家天文台获悉,经过近两年观测研究,天文学家通过俗称中国“天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST),在武仙座球状星团(M13)中发现一个脉冲双星系统,并通过脉冲星计时观测证认该双星系统由一颗脉冲星与一颗白矮星组成。

  这是FAST发现的第一个脉冲双星系统,也是FAST首次发布脉冲星计时观测研究结果。该项重要天文观测研究由中科院国家天文台博士研究生王琳、彭勃研究员联合曼彻斯特大学本杰明·斯戴佩(Benjamin W.Stappers)教授等共同完成,其成果论文已获最新一期美国天体物理学报(ApJ)发表。

  中科院国家天文台介绍说,从2017年12月至2019年9月,王琳等科研人员先后使用FAST超宽带接收机观测1次、多波束接收机观测24次,累计时间约31小时。在M13中发现一颗处于双星系统中的毫秒脉冲星M13F,并认证该星团中另一脉冲星M13E为掩食双星,还首次测量出M13中包括M13F在内4个脉冲双星系统的轨道椭率,同时获得M13现有脉冲星的国际最好计时结果。这是FAST对球状星团首次高灵敏度脉冲星搜寻与计时观测成果,既显示出FAST探测暗弱脉冲星的能力,也填补了对球状星团M13中脉冲星性质及分布研究的空白。

  科研人员表示,M13F这颗脉冲星有两个特点:首先它是一颗毫秒脉冲星,自转周期为3毫秒,也是M13中自转第二快脉冲星;其次它处于双星系统中,与一颗质量下限约0.13倍太阳质量的白矮星互相绕转,构成一个双星系统,公转周期为1.4天。这两个特点很大程度得益于球状星团独特的环境,未来需要FAST对M13继续进行长期计时观测,以揭示低密度球状星团中脉冲星的演化过程。

  此次发现首个脉冲双星系统,证明FAST不仅有能力寻找到未知的脉冲双星,还能做出比其他望远镜更好的观测。研究团队未来还将继续利用FAST做更多的关于球状星团脉冲星的研究,最期待发现目前尚未发现的脉冲星-黑洞双星等更极端的双星系统。

  球状星团由大量被引力束缚的恒星组成,大部分存在于银晕,被认为是射电脉冲星尤其是毫秒脉冲星“生产工厂”。目前,天文学家在约30个球状星团中已发现157颗脉冲星,超过90%是毫秒脉冲星,近60%处于双星系统中,这个比例远远高于银盘中的脉冲星。FAST此次发现M13F脉冲星,有望进一步丰富球状星团脉冲星样本,推进致密天体演化研究。

  2020年1月,FAST顺利通过国家验收投入开放运行,截至目前已发现并认证被称为“宇宙灯塔”的脉冲星达到114颗。同时,FAST正陆续启动脉冲星测时阵列、漂移扫描多科学目标巡天等科学观测项目,进入科学产出阶段。


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