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貴州“天眼”重磅:發現“蜘蛛”脈沖星,軌道半徑才12萬公裏

由中國科學院國家天文臺天文學家領導的壹個研究小組,利用我們中國貴州,也是世界上最大的500米口徑球面射電望遠鏡天眼(FAST)獲得的數據,在球狀星團(GC)的Messier92(梅西耶M92)中發現了壹顆食雙毫秒脈沖星。被命名為PSR J1717+4307A或M92A,是M92中已知的第壹顆脈沖星,自轉周期為3.16ms,色散測量(DM)為35.45pC cm-3。

後續觀測顯示,該雙星系統為圓形軌道,軌道周期為0.2天,半徑才12萬公裏。這顆伴星是壹顆質量為0.18太陽質量的恒星,正在演化為亞巨星。由於軌道較小,來自伴星的物質正在被脈沖星吞噬。這樣的雙星系統被戲稱為“紅背”蜘蛛。就像這種類型的蜘蛛,雌性蜘蛛傾向於吃她們的同伴,而脈沖星傾向於從同伴那裏吸取質量。自從1967年發現第壹顆脈沖星以來,在銀河系已經發現了數以千計的脈沖星。

雖然有些脈沖星位於銀河系平面,但天文學家也在圍繞銀河系運行的球狀星團中觀察到了壹大批脈沖星。這些脈沖星是探測壹個非常不同環境的有用工具:致密的恒星核心,由100億年前的恒星組成。到目前為止,在30個球狀星團中發現了157顆脈沖星。M92A首次探測到是在2017年10月9日,當時FAST正在試運行,現在其研究發現發表在《天體物理學》期刊上,並於2020年4月17日被美國天文學會(AAS)NOVA網站重點報道。

由於收集面積是波多黎各阿雷西博望遠鏡的兩倍多,預計FAST會有更多的發現。FAST將提高我們對銀河系脈沖星數量和相關天體物理的理解,例如大規模恒星演化和凝聚態方程等問題。在球狀星團M92(NGC6341)中發現的是壹顆“紅背蜘蛛”食雙毫秒脈沖星,M92A的脈沖頻率為316.5 Hz(3.16ms),色散測量為35.45pC cm^?3。這顆脈沖星是壹個雙星系統的成員,其軌道周期為0.20d。

圍繞著壹顆中等質量為~0.18M⊙的低質量伴星。根據到目前為止的觀測,在每個軌道上至少觀測到兩次日食事件。在軌道相0.1-0.5範圍內持續時間較長的為~5000s。另壹次持續時間約為500s,發生在較長日食事件之前或之後的1000~2000s之間。這兩個日食事件的長度也會發生變化。這些性質表明,J1717+4308A是壹個具有低質量主序或次巨型伴星的“紅背蜘蛛”系統,脈沖星的計時觀測和進壹步搜索數據以尋找更多脈沖星。