FAST望远镜发现脉冲双星系统

2020-04-01本站

　　FAST望远镜发现脉冲双星系统。近日，中国科学院国家天文台博士研究生、彭勃研究员，联合曼彻斯特大学BenjaminW. Stappers教授等人，利用FAST望远镜对武仙座球状星团（M13）展开脉冲星观测研究，取得阶段性。从2017年12月至2019年9月，等人先后使用FAST超宽带接收机观测1次、多波束接收机观测24次，累计时间约31小时。在M13中发现了一颗处于双星系统中的毫秒脉冲星PSR J1641+3627F（M13F）。同时，认证了该星团中另一脉冲星M13E为掩食双星黑寡妇，还获得了M13现有脉冲星的国际最好计时结果。这是FAST对球状星团首次高灵敏度脉冲星搜寻与计时观测，填补了对球状星团M13中脉冲星性质及分布研究的空白。 FAST新发现的毫秒脉冲星（MSP）亮度约为3 mJy kpc2，显示了FAST探测暗弱脉冲星的能力。该星自转周期为3毫秒，是M13中自转第二快脉冲星。经过长时间计时观测证认出，M13F处于双星系统中，与一颗质量下限约为0.13倍太阳质量的白矮星互相绕转，公转周期为1.4天。文章指出，M13中已知6颗脉冲星中的4颗处于双星系统，符合人们对于低密度球状星团更有利于形成双星系统的预测。此外，对这6颗脉冲星的计时研究，发现4个双星系统轨道椭率均低于球状星团脉冲星平均值，接近银盘双星系统椭率（如下图）。这一计时结果表明，在类似M13的低密度球状星团中，脉冲星的演化应该接近于银盘脉冲星的演化过程（演化过程未经历或极少次经历恒星间相互作用）。未来需要FAST对M13继续进行长期计时观测，以低密度球状星团中脉冲星的演化过程。球状星团由大量被引力的恒星组成，大部分存在于银晕，被认为是射电脉冲星尤其是毫秒脉冲星（MSP）生产工厂。目前在约29个球状星团中发现了156颗脉冲星，其中60%为MSP。球状星团中心密集的恒星有利于诞生高速自转脉冲星（如可能的亚毫秒脉冲星），以及未发现的奇异系统（如MSP-黑洞和MSP-MSP系统）。这些为研究广义和超高密度条件下物态提供了极端的天然实验室。（来源：中国科学院国家天文台）相关论文信息：https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab799d 图中横坐标为公转轨道周期，单位为天；纵坐标为轨道椭率。黑色十字为银盘上脉冲星双星系统，蓝色三角为除M13脉冲星以外的球状星团脉冲星，红色方块为M13中双星系统。