中國天眼新發現:2.6萬光年外 有一隻“紅背蜘蛛”

我國自主設計建造的500米口徑球面射電望遠鏡“FAST”是目前世界上靈敏度最高的單口徑射電望遠鏡,被稱為中國天眼,2016年落成,經過全方位調試後於2020年1月完成國家驗收,開始開放運行。

據中國科學院國家天文臺消息,天文工作者在FAST對球狀星團M92的觀測中,發現了一種特殊的脈衝雙星系統“紅背蜘蛛”(redback system)。

脈衝星是宇宙中最精確的時鐘,也是天文學的重要研究對象之一,是大質量恆星死亡的產物,具備極高的自轉速度,迄今發現最快的甚至只需1.39毫秒就能自轉一圈。

中國天眼新發現:2.6萬光年外 有一隻“紅背蜘蛛”

所謂“紅背蜘蛛”脈衝星系統,軌道週期往往短於1天,軌道偏心率非常接近0,並存在一個質量的伴星,只有太陽三分之一甚至更小,而且伴星物質正在被脈衝星吸積,就像身體是個大球、頭部是個小球的紅背蜘蛛。

另外還有一種“黑寡婦蜘蛛”(black widow)脈衝星系統,主星也會慢慢把伴星給“吃掉”。

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FAST在調試過程中就對一些球狀星團進行了脈衝星觀測,研究人員也從2017年10月9日的數據中發現了一顆毫秒脈衝雙星,命名為M92A或者PSR J1717+4308A。

這是FAST最早發現的球狀星團中的脈衝星之一,也是球狀星團M92中被發現的首個脈衝星。

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這就是M92A被發現時的圖片,左上角波形代表脈衝星的信號形狀,左下灰度圖顯示在觀測的1800秒內都能找到M92A的信號,中間灰度圖、下方波形表現了信號的色散特徵,是判斷信號是否可能是脈衝星的重要依據,而右側顯示信號週期的變化情況。

觀測表明,M92A的自轉週期為3.16毫秒,正處於一個典型的“紅背蜘蛛”系統中。

M92A雙星系統的軌道非常接近圓形,軌道週期約0.2天,軌道半徑大約12萬千米。伴星質量大約相當於0.18個太陽,處於主序星向巨星演化階段。

觀測數據中還看到了長達軌道週期40%的掩食,並且偶爾在掩食開始前或者結束後的約1000秒內還會發生第二次掩食。

較短的軌道週期和軌道半徑,以及掩食特徵都表明,伴星物質正在被脈衝星吸積。

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