中国天眼发现首例仍在演化的脉冲星三体系统

近期，国家天文台韩金林研究员带领国内多家单位的研究人员，结合FAST射电观测数据与国际上光学和伽马射线望远镜的多波段天文数据，揭示FAST发现的脉冲星J0435+3233属于首例尚在演化阶段的原生三体，这也是第二例被确认的脉冲星三体系统。相关研究成果于10月9日发表于《天体物理学杂志快报》。

　　中国天眼发现首例仍在演化的脉冲星三体系统。中国科学院国际合作局供图

　　据悉，脉冲星J0435+3233最早于2020年6月8日由国家天文台漂移扫描巡天团队通过FAST观测发现，其自转周期仅3.2毫秒。新疆天文台后随观测团队利用FAST接续开展了长达五年的持续监测，成功获取192次测量结果。他们分析FAST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。他们还发现，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。

　　国家天文台韩金林研究员联合国内五家科研单位的研究人员，接手了第二阶段的探索。他们独立分析中国天眼FAST的射电波段、Gaia卫星、2MASS和PanSTARRS的红外和光学波段的开放档案数据，结合费米卫星18年累积的160个有效伽马光子开放数据，精准锁定了脉冲星的光学伴星，证实了其属于三体系统。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73.5年为周期、偏心率0.6的偏心轨道环绕脉冲星-白矮星双星系统运动。正是这颗恒星作为三体伴星，引发了早先FAST测量到的脉冲星自转周期的异常增大。

　　该三体系统的第三天体为正在演化的恒星，因此，这个三星系统极其独特。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”。其中，质量最大的恒星当初刚刚形成时，其质量大约为太阳质量的二十倍，目前已演化终结，形成了现有的脉冲星；被称作“二弟”的恒星刚形成时的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”仅为一倍太阳质量，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。将来经过漫长的演化，这颗恒星也终将熄灭，三体系统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。

　　在此之前，除脉冲星的行星系统之外，人类发现的唯一一例脉冲星三星系统是美国团队利用GBT巡天发现的，就由一颗脉冲星和两颗白矮星构成，三颗恒星都已演化终极。而对此次新发现的首例尚在演化阶段的原生三体系统，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。

　　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。该原生演化三体系统具备清晰且显著的三体引力交互效应，是验证强等效原理等基础引力理论的优质天然观测平台，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，提供了极具科研价值的珍贵样本。

（记者 张渺）