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