天眼發現2.6萬光年外蜘蛛脈衝星 首次探測到“紅背蜘蛛”

   自從我國架設FAST天文望遠鏡以來，天眼發現了2.6萬光年外的蜘蛛脈衝星。這是FAST正式執行後對外公佈的最新觀測成果。這是中國首次探測到“紅背蜘蛛”，迄今，人類已經在30個球狀星團中發現了157顆脈衝星。

脈衝星

天眼發現2.6萬光年外蜘蛛脈衝星

球狀星團分佈在銀河系的銀暈上，有著高達到百億年的演化歷史；這使得在其中找到的脈衝星絕大多數也都是非常年老的毫秒脈衝星。銀河系有一百多個球狀星團，這些球狀星團的恆星密度、年齡等特徵不盡相同，各個球狀星團中發現的脈衝星數量也有很大差別。

迄今，人類已經在30個球狀星團中發現了157顆脈衝星。球狀星團由大量被引力束縛的恆星組成，被認為是無線電脈衝星尤其是毫秒脈衝星“生產工廠”。球狀星團中心密集的恆星環境有利於誕生高速自轉脈衝星，比如可能的亞毫秒脈衝星以及未發現的黑洞等奇異系統。這些為研究廣義相對論和超高密度條件下物態提供了極端環境的天然實驗室。

天文學家把兩顆捱得很近的恆星稱為“雙星”。在脈衝星領域中，“雙星”通常指空間位置上捱得很近且有物理聯絡、會相互繞轉的恆星。20世紀80年代，天文學家首次發現帶有掩食現象的毫秒脈衝星雙星系統。在這一個雙星系統中，主星是一顆毫秒脈衝星，伴星的物質會被主星的星風（類似於太陽風）加熱並帶走一部分。其中，“黑寡婦”和“紅背蜘蛛”雖然伴星質量不同，但都伴有掩食現象，都傾向於把自己的伴侶吃掉，這兩類脈衝星合稱蜘蛛脈衝星。

不久前，中國科學院國家天文臺博士研究生王琳、彭勃研究員，聯合曼徹斯特大學Benjamin W. Stappers教授等人，利用FAST望遠鏡對武仙座球狀星團（M13）展開脈衝星觀測研究，發現了一顆處於雙星系統中的毫秒脈衝星PSR J1641+3627F（M13F）。同時，認證了該星團中另一脈衝星M13E為掩食雙星“黑寡婦”，還獲得了M13現有脈衝星的國際最好計時結果。這是FAST對球狀星團首次高靈敏度脈衝星搜尋與計時觀測成果，填補了對球狀星團M13中脈衝星性質及分佈研究的空白，被視為一個階段性的成果。

中國科學院國家天文臺日前對外公佈，天文工作者使用FAST在球狀星團M92中發現了特殊脈衝雙星系統—— “紅背蜘蛛”，天文學家可以通過脈衝星來研究球狀星團M92的演化，也為“紅背蜘蛛”系統增加了新的樣本。不過，目前，這個脈衝星雙星系統仍然有一些問題有待探索。隨著觀測的深入，以FAST的高靈敏度，未來可能發現更多如“紅背蜘蛛”系統這樣的特殊脈衝星和脈衝雙星。

脈衝星被譽為“宇宙燈塔”

被譽為“宇宙燈塔”的脈衝星是宇宙中最精確的時鐘，也是天文學的重要研究物件之一，天文學家迄今已在30個球狀星團中發現157顆脈衝星。脈衝雙星系統有多種型別，以紅背蜘蛛、黑寡婦蜘蛛命名的兩種特殊的脈衝雙星系統，最重要的特徵是伴星物質正在被脈衝星吸積，就像這兩種蜘蛛都傾向於把自己的伴侶吃掉一樣。

科研團隊表示，通過觀測脈衝星可以深入研究球狀星團M92演化。M92A脈衝星雙星系統仍有大量課題有待探索，包括物質吸積速率是多少？這樣的吸積是何時開始？還能持續多久？