中國科學院國家天文台16日宣布，依托500米口徑球面射電望遠鏡「中國天眼」（FAST），韓金林研究員團隊發現一個極短周期雙中子星系統PSR J1856-0039，軌道周期僅2.36小時，總質量約2.488倍太陽質量，為目前已知總質量最輕的雙中子星系統。相關研究已發表於美國《Physical Review Letters》（《物理評論快訊》），論文資料顯示，該系統也是目前已知軌道周期第二短的雙中子星系統。
中子星是大質量恆星死亡後坍縮形成的超高密度天體。雙中子星由兩顆中子星相互繞行，是研究強引力、超新星爆發及重元素起源的重要天然實驗室。研究團隊指出，PSR J1856-0039的可見脈沖星質量約1.304倍太陽質量，伴星約1.185倍太陽質量，後者屬於目前已知質量最低的一批中子星，為研究中子星形成及超新星爆發機制提供新的觀測樣本。
這個系統的特殊之處，在於兩顆中子星距離非常近，強烈的引力環境讓多項相對論效應變得清晰可測。研究團隊觀測到近星點進動、愛因斯坦延遲及引力波造成的軌道衰減等現象；其中實測軌道周期衰減與廣義相對論預測值的比率為1.009±0.014，在誤差範圍內一致。
研究也推算，PSR J1856-0039約8200萬年後將發生合併，最終可能形成穩定的更大質量中子星，或在自轉逐漸減慢後坍縮成黑洞。雙中子星合併被認為是宇宙重元素形成的重要環境之一，因此這類系統也可用於研究金、鉑等重元素的宇宙起源。
FAST團隊表示，該系統較小的軌道傾角與極短周期，還可能讓科學家進一步研究「參考系拖拽」即Lense-Thirring進動效應。長期精密觀測若能測量中子星自轉慣量，將有助於限制中子星內部物質狀態及極端條件下的基本物理。
FAST此次發現也展現其脈衝星巡天能力。研究團隊透過自主研發的觀測模式進行銀道面搜尋，已發現約900顆新脈衝星，並從中持續鎖定特殊雙星系統。
編輯 / 李斌
【巴西華人資訊網】
