人类只发现30例!中国天眼捕获最轻双中子星系统
9月16日,中国科学院国家天文台宣布:基于中国天眼(FAST)的观测数据,韩金林研究员领衔的团队发现了一个轨道周期极短、总质量迄今最轻的双中子星系统,编号PSR J1856-0039。成果已于9月15日发表在《物理评论快报》上,并被期刊编辑遴选为重点推介成果。
同一天早上6时,引力一号遥三运载火箭在上海东部海域"一箭九星"发射成功。一天之内,中国天文和航天各传来一个好消息。
一、双中子星有多稀有?人类只发现30例中子星是大质量恒星爆炸死亡后塌缩形成的极致密天体,个头只有约20公里,质量却比太阳还大,能像精密时钟一样稳定发出信号。两颗中子星互相绕转,就组成双中子星系统——人类迄今只发现约30例,极为罕见。
更妙的是,这类系统未来会碰撞并合、产生引力波,还会"炼出"金、铂等重元素。可以说,你手上戒指里的那点金子,很可能来自几十亿年前的一次中子星并合。
二、这对星刷新了两项纪录一是快:轨道周期只有2.36小时,是已知双中子星系统中第二短,两颗星贴得极近,引力环境极强。
二是轻:系统总质量仅2.488倍太阳质量,刷新了人类已知双中子星的质量下限。其中可见脉冲星约1.30倍太阳质量,伴星约1.19倍——这颗伴星是全球已知最轻的中子星之一,几乎轻到了理论允许的极限。
三、爱因斯坦又对了在如此强的引力环境里,团队观测到了多项广义相对论预言的现象:椭圆轨道像花瓣一样缓慢旋转、光被引力拉红、时间走得更慢、系统因持续辐射引力波损失能量导致轨道一点点缩短。实测的轨道周期衰减数值与广义相对论预测值之比为1.009±0.014——又一次验证了爱因斯坦。
据模型推演,这对中子星将在约8200万年后并合,最终大概率形成一颗更大质量的中子星,而不是直接塌成黑洞。
四、还有个"终极彩蛋"这个系统轨道倾角小、周期短,为探测"参考系拖拽"效应提供了绝佳条件——通俗说,就是中子星自转时会"搅动"周围的时空。目前已知双中子星系统里,只有一两例有希望测到这种效应。后续依托FAST持续高精度观测,有望测出中子星的转动惯量,进而揭开中子星内部到底是什么状态。
顺带说一句:FAST银道面脉冲星巡天迄今已发现约900颗新脉冲星。而同日发射的引力一号,本次净载荷超3吨、入轨高度约800公里,创下我国单次海上发射载荷重量和轨道高度新高,还完成了全球首次固体火箭"叠罗汉"式多星发射,四战四捷。
你觉得人类会先解开中子星内部之谜,还是先找到地外生命?评论区见。