“中国天眼”发现罕见掩食脉冲星

我国科学家利用“中国天眼”在银河系发现一颗毫秒脉冲星PSR J1928+1815，它有六分之一的时间被伴星遮挡（即掩食），且伴星质量远超一般掩食脉冲星的伴星。此类掩食脉冲星非常罕见，对开展恒星演化、致密星吸积、双星并合引力波源等研究具有重要意义。

这一发现由中国科学院国家天文台研究员韩金林团队完成，成果论文5月23日凌晨在国际学术期刊《科学》在线发表。

“中国天眼”发现罕见掩食脉冲星。（中国科学院国家天文台供图）

“浩瀚的银河系中，大多数恒星都是成对出现、共同演化。双星之间是如何进行物质交换的？演化过程是怎样的？长期以来是天文学的前沿课题。”韩金林说。

双星演化理论认为，质量较大的恒星一般会率先演化，塌缩成密度极高的致密星，如脉冲星或黑洞。质量小的伴星物质会被致密星吸积，并因质量流失而体积膨胀，甚至胀大到把致密星“揽入怀中”。此后，双星在一个公共包层中演化约一千年。公共包层演化后，留下快速自转的致密星与高温氦星，在非常紧密的轨道上相互绕转。

“然而，公共包层演化后产生的这类特殊双星系统的存活时间仅约一千万年，然后伴星就演化成白矮星，进入新的阶段。这点时间对于138亿年的宇宙而言，稍纵即逝。据估算，这样的双星系统在银河系中只有几十个，极为罕见，因此很难捕捉。”韩金林说。

2020年，团队利用“中国天眼”对银河系进行脉冲星深度搜索时，发现了PSR J1928+1815，自转周期为10.55毫秒，它与伴星相互绕转的轨道周期仅为3.6小时，且伴星质量至少有1个太阳那么大。

“综合这些结果推断，它的伴星应该是高温氦星。脉冲星信号掩食是氦星甩出的星风物质遮挡引起的。”韩金林说，这个脉冲星和伴星应该是经历过共同包层演化之后的特殊双星。

《科学》审稿人认为，这一发现具有极高的科学价值，将帮助科学家更好开展双星系统公共包层演化研究，并有望为恒星群体演化、致密星吸积、引力波源预测等多领域科学研究提供观测依据。（记者张泉）