天眼FAST又立功:首次发现脉冲双星


天眼FAST又立功:首次发现脉冲双星



近日,中国科学家宣布利用我国五百米口径球面射电望远镜(FAST;俗称:“天眼”望远镜),在武仙座球状星团(M13)中发现一颗脉冲双星 。 相关论文将发表在国际著名天文学刊物《天体物理学报》上(预印本:https://arxiv.org/abs/2002.05938) 。

截图自https://arxiv.org/abs/2002.05938

这是FAST发现的第一颗脉冲双星 。
这一颗脉冲星还有三个关键词:脉冲双星,毫秒脉冲星,球状星团脉冲星 。

它是一颗“脉冲双星”
天文学上把两颗挨得很近的恒星称为“双星” 。
这里说的“挨得很近”有两层意思,第一种情况是只是看起来挨得很近,而实际上两者的空间距离很远,没有物理联系,称之为“光学双星”;另一种是空间位置上就是挨得很近,两者之间有物理联系,会相互绕转,称之为“物理双星” 。
在脉冲星领域中,如果提到双星,都是指物理双星 。 脉冲星相关双星系统又分为两种:
l 如果双星中只有一颗是脉冲星,那就叫“脉冲双星”;
l 如果双星系统两颗星都是脉冲星,那就叫“双脉冲星” 。


脉冲双星(图片来源:https://www.atnf.csiro.au/news/press/neutron_binary/index.html)

双脉冲星(图片来源:http://www.jb.man.ac.uk/news/2004/doublepulsar/)

FAST这次发现的是一颗处于双星系统中的脉冲星 。 经过对这颗脉冲星多次观测,天文学家估算出,和这颗脉冲星在一起的另一颗恒星应该是一颗质量大约为太阳0.16倍的白矮星 。

它还是一颗毫秒脉冲星
【天眼FAST又立功:首次发现脉冲双星】FAST这次发现的脉冲双星,还是一颗毫秒脉冲星 。
早在2018年FAST在伽马射线源中发现一颗毫秒脉冲星的时候,我们就比较详细地介绍过脉冲星的分类以及何为毫秒脉冲星(详见:https://mp.weixin.qq.com/s/udGn8VC45n3SQNVGCbueHw) 。 简单地说,毫秒脉冲星是一类自转速度较快且自转速度较稳定的脉冲星 。
目前公认的毫秒脉冲星诞生及演化理论认为,毫秒脉冲星形成于一个类似于跳“华尔兹”的过程:即处于双星系统中的两颗星星,长得胖的(即:主星)会先经历超新星爆发,抛出自身一部分物质,此时如果它的“舞伴”(即:伴星)比较瘦弱就会被快速地踢出,同时双星系统瓦解,而胖星爆炸后留下部分会塌缩形成快速旋转的中子星;如果伴星的“体重”足以抵御超新星爆发产生的冲击,就会留在之前的双星系统中,与新形成的中子星继续这段“华尔兹”直到生命的尽头 。
中子星南北磁极的辐射束如果能随着自转不断地扫过地球,那就是我们所说的脉冲星 。

脉冲星星 在线闪灯(图片来源:http://www.ligo.org/science/Publication-S6VSR24KnownPulsar/)

而处于双星系统中的脉冲星,可以通过吸收伴星的物质而加速自转,变成一颗毫秒脉冲星 。


中子星-白矮星和双中子星双星系统演化模型 。 需要注意的是,如果双中子星系统中只有一颗表现为脉冲星,那该系统也是脉冲双星,而非双脉冲星 。 原图来自:http://www.jb.man.ac.uk/distance/frontiers/pulsars/lorimer-review.pdf

没结束,它还是一颗球状星团脉冲星
FAST这次的发现,是天文学家有意地在球状星团中进行脉冲星搜寻而找到的 。 处于球状星团中的脉冲星就是球状星团脉冲星 。
为什么要在球状星团里面找脉冲星?这要先说说球状星团是什么 。

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