上海
依托极致的探测性能，“中国天眼”（FAST）自建成以来，已累计发现超千颗脉冲星，囊括多类珍稀特殊天体系统。近期，FAST又产出新成果。依托其射电观测数据，并结合国际上光学和伽马射线望远镜的多波段天文数据，中国科学院国家天文台研究员韩金林带领的科研团队，确认了首例尚在演化阶段的原生三体。10月9日，相关研究成果在《天体物理学杂志快报》发表。
早在2020年9月，国家天文台漂移扫描巡天团队通过FAST就观测发现了脉冲星J0435+3233，它的自转周期仅3.2毫秒。此后，新疆天文台后随观测团队利用FAST接续开展了长达6年的持续监测，成功获取192次测量结果。科研团队分析数据发现，这颗脉冲星与一颗白矮星相互绕转，以8天为周期沿圆形轨道环绕共同质心运行。更令人惊讶的是，这个脉冲星周期每年增加1纳秒，比同类型的脉冲星高出两个量级。
此后，韩金林联合5家科研单位，展开了新一阶段的探索。通过分析包括FAST在内的国内外多个天文观测设施数据，他们精准锁定了脉冲星的光学伴星，并证实其属于三体系统。其中，脉冲星的第二伴星是一颗尚在演化阶段的类太阳恒星，与太阳的质量几乎相同。它以周期73.5年、偏心率0.6的偏心轨道，环绕脉冲星—白矮星双星系统运动。
依据恒星演化理论推断，该三体系统源于同一个云团中形成的原生“三胞胎”。这个三星系统极为独特，其中，质量最大的恒星刚刚形成时，质量大约为太阳质量的20倍，目前已演化终结，形成了现有的脉冲星；“二弟”初始质量为数倍太阳质量，也已演化终结，成为陪伴脉冲星的白矮星；质量最小的“三弟”仅为1倍太阳质量，且与另外两颗恒星间距较远，未曾受到二者早期超新星爆炸的波及，目前仍处于平稳演化的“鲜活”状态。未来经过漫长的演化，这颗恒星也终将熄灭，将变成由一颗脉冲星和两颗白矮星组成的长期稳定三体系统。
由德国、荷兰、法国、英国4个国家的科学家组成的欧洲科研团队，也通过对类似档案数据的独立分析，获得了同样的结论。但由于我国科研团队充分考虑了三星系统内交互的引力作用以及多种相对论效应，所确定的三体绕转的几何构型和三星轨道参数的精度，比欧洲团队要高一个量级，并精确测定了三体成员天体的质量。
这是人类首次发现的尚在演化阶段的原生三体系统，具备清晰且显著的三体引力交互效应，天文学家可通过射电、光学、伽马射线等多维度观测手段，深入探究该系统的物理特性与动力学耦合规律，研究这一原生三星系统的演化轨迹与动态演变全过程，为人类深入剖析三星系统的复杂演化机制、探索极端环境下的天体物理规律，提供极具科研价值的珍贵样本。
科研团队表示，本次重大发现，是中外多个科研团队接力探索、多波段观测数据融合研究的标志性成果。从FAST率先捕获特殊脉冲星，到国内团队5年持续监测、精准锁定双星系统特征，再到中欧团队独立依托射电、光学、伽马射线三大波段的顶级观测数据交叉验证，最终确定该脉冲星处于仍在演化阶段的原生三体系统，这个过程充分彰显了开放共享、协同攻坚的探索精神。
来源 | 北京日报
微信编辑 | 苏小
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