中新社北京3月27日電 (記者 孫自法)記者27日從中國科學(xué)院國家天文臺獲悉，經(jīng)過近兩年觀測研究，天文學(xué)家通過俗稱中國“天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)，在武仙座球狀星團(tuán)(M13)中發(fā)現(xiàn)一個脈沖雙星系統(tǒng)，并通過脈沖星計時觀測證認(rèn)該雙星系統(tǒng)由一顆脈沖星與一顆白矮星組成。
這是FAST發(fā)現(xiàn)的第一個脈沖雙星系統(tǒng)，也是FAST首次發(fā)布脈沖星計時觀測研究結(jié)果。該項重要天文觀測研究由中科院國家天文臺博士研究生王琳、彭勃研究員聯(lián)合曼徹斯特大學(xué)本杰明·斯戴佩(Benjamin W.Stappers)教授等共同完成，其成果論文已獲最新一期美國天體物理學(xué)報(ApJ)發(fā)表。
中科院國家天文臺介紹說，從2017年12月至2019年9月，王琳等科研人員先后使用FAST超寬帶接收機(jī)觀測1次、多波束接收機(jī)觀測24次，累計時間約31小時。在M13中發(fā)現(xiàn)一顆處于雙星系統(tǒng)中的毫秒脈沖星M13F，并認(rèn)證該星團(tuán)中另一脈沖星M13E為掩食雙星，還首次測量出M13中包括M13F在內(nèi)4個脈沖雙星系統(tǒng)的軌道橢率，同時獲得M13現(xiàn)有脈沖星的國際最好計時結(jié)果。這是FAST對球狀星團(tuán)首次高靈敏度脈沖星搜尋與計時觀測成果，既顯示出FAST探測暗弱脈沖星的能力，也填補(bǔ)了對球狀星團(tuán)M13中脈沖星性質(zhì)及分布研究的空白。
科研人員表示，M13F這顆脈沖星有兩個特點：首先它是一顆毫秒脈沖星，自轉(zhuǎn)周期為3毫秒，也是M13中自轉(zhuǎn)第二快脈沖星；其次它處于雙星系統(tǒng)中，與一顆質(zhì)量下限約0.13倍太陽質(zhì)量的白矮星互相繞轉(zhuǎn)，構(gòu)成一個雙星系統(tǒng)，公轉(zhuǎn)周期為1.4天。這兩個特點很大程度得益于球狀星團(tuán)獨特的環(huán)境，未來需要FAST對M13繼續(xù)進(jìn)行長期計時觀測，以揭示低密度球狀星團(tuán)中脈沖星的演化過程。
此次發(fā)現(xiàn)首個脈沖雙星系統(tǒng)，證明FAST不僅有能力尋找到未知的脈沖雙星，還能做出比其他望遠(yuǎn)鏡更好的觀測。研究團(tuán)隊未來還將繼續(xù)利用FAST做更多的關(guān)于球狀星團(tuán)脈沖星的研究，最期待發(fā)現(xiàn)目前尚未發(fā)現(xiàn)的脈沖星-黑洞雙星等更極端的雙星系統(tǒng)。
球狀星團(tuán)由大量被引力束縛的恒星組成，大部分存在于銀暈，被認(rèn)為是射電脈沖星尤其是毫秒脈沖星“生產(chǎn)工廠”。目前，天文學(xué)家在約30個球狀星團(tuán)中已發(fā)現(xiàn)157顆脈沖星，超過90%是毫秒脈沖星，近60%處于雙星系統(tǒng)中，這個比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于銀盤中的脈沖星。FAST此次發(fā)現(xiàn)M13F脈沖星，有望進(jìn)一步豐富球狀星團(tuán)脈沖星樣本，推進(jìn)致密天體演化研究。
2020年1月，F(xiàn)AST順利通過國家驗收投入開放運行，截至目前已發(fā)現(xiàn)并認(rèn)證被稱為“宇宙燈塔”的脈沖星達(dá)到114顆。同時，F(xiàn)AST正陸續(xù)啟動脈沖星測時陣列、漂移掃描多科學(xué)目標(biāo)巡天等科學(xué)觀測項目，進(jìn)入科學(xué)產(chǎn)出階段。
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