科技日报记者 陆成宽
宇宙中，双中子星就像一对高速旋转的“舞者”，是检验极端物理的天然实验室。记者16日从中国科学院国家天文台获悉，基于中国天眼（FAST）的观测数据，该台科研人员发现一个轨道周期极短、总质量迄今最轻的双中子星系统。相关研究成果发表于《物理评论快报》，并被遴选为重点推介成果。
大质量恒星爆炸死亡后，中心会塌缩成一个非常密实的“核”，这就是中子星。它个头不大，却重得惊人，能像精密时钟一样稳定地发出信号。两颗中子星互相绕转，就组成双中子星系统。这种系统非常罕见，人类目前只发现30例。更重要的是，在这样的系统中，两颗中子星未来会碰撞并合、产生引力波；而这一并合过程还会制造出金、铂等重元素，是宇宙中这些重元素的重要来源之一。
此次，中国科学院国家天文台韩金林研究员领衔的FAST银道面脉冲星巡天团队，利用FAST发现了一个罕见的双中子星系统PSR J1856-0039。这个双中子星系统的轨道周期只有2.36小时，是已知双中子星系统中第二短的轨道周期。更特别的是，它的总质量只有2.488倍太阳质量，刷新了人类已知双中子星的质量下限。
“在这个双中子星系统中，可见脉冲星的质量约为1.3倍太阳质量，伴星中子星的质量约为1.19倍太阳质量。这颗伴星也是全球已知最轻的中子星之一，几乎轻到了理论允许的极限，为研究超新星爆发机制提供了关键线索。”韩金林介绍。
轨道越短，两颗星靠得越近，引力越强。在强大的引力环境里，研究团队观测到多项广义相对论预测的现象：椭圆轨道会像花瓣一样缓慢旋转，光会被引力拉得变红，时间会走得更慢，系统还会因为发出引力波而损失能量，轨道周期一点点缩短。科学家推算，这对中子星将在约8200万年后并合，最终大概率形成一颗更大质量的中子星。这对弄清中子星内部到底是什么状态、理解宇宙重元素从哪来，有重要意义。
更值得期待的是，这个系统轨道倾角小、周期短，为探测“参考系拖拽”效应提供了绝佳条件。“通俗说，就是中子星自转时会‘搅动’周围的时空。目前已知的双中子星系统中，仅有一两例有希望探测到这种效应。”韩金林表示，后续随着FAST持续高精度观测，有望测出中子星转动的惯性有多大，并揭示中子星内部物质分布和时空引力奥秘。
（中国科学院国家天文台供图）
网友评论
