天文学家将 16.7 年的伽马射线数据与 4.9 年的 FAST 射电观测相结合,确认这颗 3.2 毫秒的脉冲星有两个伴星,其中包括一颗在 73.5 年轨道上运行的类太阳恒星。

天文学家将 16.7 年的伽马射线数据与 4.9 年的 FAST 射电观测相结合,确认这颗 3.2 毫秒的脉冲星有两个伴星,其中包括一颗在 73.5 年轨道上运行的类太阳恒星。


天文学家将 16.7 年的伽马射线数据与 4.9 年的 FAST 射电观测相结合,确认这颗 3.2 毫秒的脉冲星有两个伴星,其中包括一颗在 73.5 年轨道上运行的类太阳恒星。
数据证实了白色伴星并确定了脉冲星的伽马射线发射。最重要的是,他们发现了第二个伴星:一颗质量与太阳大致相当的巨星。图片来源:AAS Nova/Kerry Hensley;背景图片由 Thilina Alagiyawanna 提供

有些恒星寿命很快,有些恒星安静地燃烧了数十亿年,还有一些恒星被困在挑战恒星演化简单规则的宇宙结构中。天文学家现在已经发现了一个这样的系统:一颗快速旋转的脉冲星,类似于白矮星和日下恒星。 根据美国天文学会 (AAS) NOVA 在线报告,这一发现使 PSR J0435+3233 成为三星系统中少数已知的毫秒脉冲星之一。

脉冲星以惊人的速度旋转

据报道,PSR J0435+3233是今年早些时候使用五百米球面射电望远镜(FAST)发现的。它属于毫秒脉冲星家族,在 3.2 毫秒内完成旋转一周。 但让它与众不同的不仅仅是它的速度,还有它减速的速度。该脉冲星失去自转的速度比银河系中典型的毫秒脉冲星快约 100 倍。如此异常快速的减速表明磁场比通常预期的更强,引发了关于该物体如何获得其有趣特性的问题。第一次 FAST 观测还表明,脉冲星每八天绕白矮星运行一次。报告称,进一步的观察表明,这种紧凑的配对只是更大恒星结构的最内部部分。

三颗恒星,两条截然不同的轨道

中国科学院国家天文台杨宗林领导的研究人员将4.9年的FAST观测和16.7年的NASA费米伽马射线空间望远镜的伽马射线数据结合起来。来自多个设施的光学和红外观测帮助完成了这幅图景。数据证实了白色伴星并确定了脉冲星的伽马射线发射。最重要的是,他们发现了第二个伴星:一颗质量与太阳大致相当的巨星。这三个实体构成了三元层次体系。脉冲星和白矮星形成了一个致密的内部双星,而次巨星则绕着距离更远的距离运行。完成其轨道运行大约需要73.5年。 两个轨道平面也明显彼此倾斜,或者大约成直角或者大约54度。尽管几何形状复杂,但从长远来看,该系统似乎是动态稳定的。

了解恒星演化的独特窗口

毫秒脉冲星经常与伴星一起出现。人们普遍认为,当伴星的物质落入脉冲星时,就会发生它们不寻常的旋转,从而传递角动量并使其变得高效。 然而,拥有两位明星搭档的人却很少见。该系统特别有趣,因为它是孤立存在的,而不是在密集的星团中。这表明这三颗恒星是一起形成的,而不是通过随后的引力相遇而成为三重星。它的早期历史一点也不平静。最大质量的恒星会在不到一千万年的时间内耗尽燃料,然后爆炸成超新星并留下脉冲星。 为了使系统的其余部分在此类事件中幸存下来,爆炸冲击和质量损失必须落在一个狭窄的范围内。即使没有冲击,研究人员估计该系统保持引力束缚的可能性也只有 35% 左右。它的未来应该更加平静。遥远的亚巨星最终变成一颗白矮星,并经历了温和得多的转变。对于天文学家来说,该系统提供了更有价值的东西:一个独特的自然实验室,用于研究恒星在整个宇宙时间内如何相互作用、演化和生存。图片来源:AAS Nova/Kerry Hensley;背景图片由 Thilina Alagiyawanna 提供



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