我國(guó)自主設(shè)計(jì)建造的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡“FAST”是目前世界上靈敏度最高的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡,被稱(chēng)為中國(guó)天眼,2016年落成,經(jīng)過(guò)全方位調(diào)試后于2020年1月完成國(guó)家驗(yàn)收,開(kāi)始開(kāi)放運(yùn)行。
據(jù)中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)消息,天文工作者在FAST對(duì)球狀星團(tuán)M92的觀測(cè)中,發(fā)現(xiàn)了一種特殊的脈沖雙星系統(tǒng)“紅背蜘蛛”(redback system)。
脈沖星是宇宙中最精確的時(shí)鐘,也是天文學(xué)的重要研究對(duì)象之一,是大質(zhì)量恒星死亡的產(chǎn)物,具備極高的自轉(zhuǎn)速度,迄今發(fā)現(xiàn)最快的甚至只需1.39毫秒就能自轉(zhuǎn)一圈。
所謂“紅背蜘蛛”脈沖星系統(tǒng),軌道周期往往短于1天,軌道偏心率非常接近0,并存在一個(gè)質(zhì)量的伴星,只有太陽(yáng)三分之一甚至更小,而且伴星物質(zhì)正在被脈沖星吸積,就像身體是個(gè)大球、頭部是個(gè)小球的紅背蜘蛛。
另外還有一種“黑寡婦蜘蛛”(black widow)脈沖星系統(tǒng),主星也會(huì)慢慢把伴星給“吃掉”。
FAST在調(diào)試過(guò)程中就對(duì)一些球狀星團(tuán)進(jìn)行了脈沖星觀測(cè),研究人員也從2017年10月9日的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了一顆毫秒脈沖雙星,命名為M92A或者PSR J1717+4308A。
這是FAST最早發(fā)現(xiàn)的球狀星團(tuán)中的脈沖星之一,也是球狀星團(tuán)M92中被發(fā)現(xiàn)的首個(gè)脈沖星。
這就是M92A被發(fā)現(xiàn)時(shí)的圖片,左上角波形代表脈沖星的信號(hào)形狀,左下灰度圖顯示在觀測(cè)的1800秒內(nèi)都能找到M92A的信號(hào),中間灰度圖、下方波形表現(xiàn)了信號(hào)的色散特征,是判斷信號(hào)是否可能是脈沖星的重要依據(jù),而右側(cè)顯示信號(hào)周期的變化情況。
觀測(cè)表明,M92A的自轉(zhuǎn)周期為3.16毫秒,正處于一個(gè)典型的“紅背蜘蛛”系統(tǒng)中。
M92A雙星系統(tǒng)的軌道非常接近圓形,軌道周期約0.2天,軌道半徑大約12萬(wàn)千米。伴星質(zhì)量大約相當(dāng)于0.18個(gè)太陽(yáng),處于主序星向巨星演化階段。
觀測(cè)數(shù)據(jù)中還看到了長(zhǎng)達(dá)軌道周期40%的掩食,并且偶爾在掩食開(kāi)始前或者結(jié)束后的約1000秒內(nèi)還會(huì)發(fā)生第二次掩食。
較短的軌道周期和軌道半徑,以及掩食特征都表明,伴星物質(zhì)正在被脈沖星吸積。