厦门日报讯（记者 佘峥 通讯员 曾文萃）厦门大学物文科学与技术学院顾为民教授研讨团队及其协作者们，采用全新措施，在距离地球约1037光年的银河系中发现了一颗特殊的宁静状态中子星。这颗深藏不露的中子星是被它的“舞伴”出卖的——它有颗大约为0.6倍太阳质量的红矮星的伴星，两个天体组成一个双星系统，每6.6个小时就会相互绕转一周，犹如在银河系中共舞的一对舞伴。
中子星和红矮星伴星组成双星系统，每6.6个小时就会相互绕转一周，犹如在银河系中共舞的一对舞伴。（厦门大学物文科学与技术学院供图） 相关研讨成果近日在线发表于《自然·天文》杂志。论文第一作者为厦门大学天文学系伊团博士，三位共同通讯作者为厦门大学天文学系教授顾为民、副教授孙谋远和中科院国度天文台研讨员刘继峰。 此间评论以为，顾为民团队的研讨成果突破了依赖于探测脉冲信号、X射线等来搜索中子星这类致密天体的观测限制，为发现处于双星系统中的宁静态致密天体开创了新途径。 “LAMOST黑洞猎手计划”大海捞针寻觅隐身中子星 顾为民团队的研讨成果就是找到发现宁静态中子星的全新措施。而他们的研讨，要从“LAMOST黑洞猎手计划”说起。 “LAMOST黑洞猎手计划”是基于我国LAMOST望远镜（又称郭守敬望远镜）的时域巡天数据，去发现并丈量更多的黑洞、中子星等致密天体。该计划由刘继峰在2019年发起，数十位“猎手”来自中科院国度天文台、中科院上海天文台、厦门大学、南京大学、武汉大学等单位。
“LAMOST黑洞猎手计划” 厦门大学主要成员讨论课题。（厦门大学物文科学与技术学院 供图） 坐落在河北兴隆的郭守敬望远镜，是我国自主研发的主动反射式施密特望远镜，具有抢先世界的恒星光谱获取率和大范围时域巡天的优势。它所发布的约2000万条恒星光谱数据，是国际上一切其他光学巡天项目发布恒星光谱数据总和的两倍。作为“猎手”的天文学家们要做的，正是解读这些海量的数据，从中发掘“有趣的东西”。 顾为民说，在宇宙中搜索这些宁静态的中子星或者黑洞，好像“大海捞针”。2018年，顾为民团队与刘继峰团队协作，开启应用LAMOST时域巡天数据，展开黑洞和中子星等致密天体搜索的“大海捞针”之旅。 从3000多个到10余个应用全新措施减少搜索范围 在“猎手”们“大海捞针”前，要说说双星系统中隐身的致密天体。50年前，美国加州理工大学的VirginiaTrimble和KipThorne（2017年诺贝尔物理学奖取得者）提出经过跟踪观测单线谱双星的光谱，来搜索“塌缩星”（collapsedstar；即黑洞）和中子星，即一个明亮的恒星和一个不可见的天体，能够组成一类特殊的双星系统“单线谱双星”。由于明亮的恒星在不可见天体（如宁静态中子星）的引力场中做周期性运动，其恒星光谱吸收线呈现周期性多普勒移动。依据光谱的多普勒移动，就能够计算双星的动力学并推测不可见天体的属性了。 顾为民团队研讨的动身点正是从郭守敬望远镜工作团队得到的3000多个可能包含致密天体的单线谱双星。但是，3000还是太多了，如何应用有限的数据，进一步减少目的范围？ 顾为民提出了全新措施——应用相邻两次曝光的视向速度变更率，分离时域测光得到的光变曲线所暗含的轨道周期信息，来获取单线谱双星中不可见天体的质量下限。这个措施在将研讨目的减少至10余个的同时，还为发现一批致密天体候选源奠定了基础。 中子星被红矮星“出卖”科研团队再现特别双星系统 在此基础上，研讨人员发现了一个光谱不同于单星的特殊双星系统。“该双星系统由一颗0.6倍太阳质量的红矮星和一颗未被望远镜探测到的不可见天体组成，这个不可见天体极可能是一个致密星。”论文第一作者伊团博士引见。 不外当时LAMOST望远镜对这个候选体只需3次连续曝光的光谱，难以给出一个科学可信的结论。 研讨团队又应用美国帕洛玛天文台的5米海尔望远镜进行后随观测，并分离美国凌日系外行星巡天卫星(TESS)的高精度测光观测进行了进一步的剖析和测定，从而确认该双星系统的致密天体是一颗质量约为太阳1.2倍的中子星。借助欧洲航天局的盖亚望远镜(Gaia)数据进行测距后，研讨人员发现这个双星系统距离地球十分近，和地球相距大约1037光年。 伊团引见说，该双星系统存在一种特别的现象——椭圆调制现象。由于中子星和它的“舞伴”红矮星相互距离比较近，中子星强大的潮汐力将红矮星拉扯成了水滴一样的外形。随着红矮星盘绕中子星公转，其在观测者视野方向的投影面积也会周期性发作变更，招致了亮度发作周期性变更（椭圆调制现象）。正是由于解析了红矮星绕转中子星的视向速度变更，分离这种神秘的亮度变更，研讨者得以深化重构系统的物理图像。 换句话说，这颗中子星是被它的舞伴“出卖”了。 更重要的是，该双星系统的中子星并没有在吸积红矮星上的物质，周围也没有吸积盘的存在，因而无法探测到明亮的X射线。研讨团队应用“中国天眼”(FAST)对其进行了一个小时的射电观测，同样也没有观测到这颗中子星的脉冲信号。 这些都阐明，这是一颗宁静态中子星，应用传统措施难以被发现。这是首例应用时域光学观测发现的中子星候选体。它的意义在于发现显现了运用时域光学观测来发现非吸积和无脉冲信号的宁静态中子星的可行性，为搜索中子星翻开了一扇新的窗口。 【相关】中子星“隐士” 在浩瀚的宇宙中，有一种不时被忽视的神秘天体——中子星。从学名上说，中子星是质量为8至25倍太阳质量的恒星终了其生命周期后中心留下的致密天体，中子星星族记载了大质量恒星的质量散布、演化历史、银河系金属增丰等关键信息，例如，有人以为，地球上的黄金有可能由中子星的碰撞产生。依据恒星演化理论，银河系中存在数十亿颗中子星。 在天体中，中子星是个小不点，它的直径普通只需二十公里左右，但它却具有“恐惧的密度”——一立方厘米的中子星就能抵达上亿吨，等价于整个喜马拉雅山的质量。 随着科学技术的延展，天文学家们关于中子星的探求也如火如荼地展开着，他们希望经过中子星的演化来探求宇宙当中更深层次的问题——黑洞的来源，以及物质的极限紧缩状态…… 天文学家应用各种不同的措施来搜索发现中子星。其中包含:高速旋转的中子星产生脉冲信号，被天文学家经过射电望远镜观测到（射电脉冲星）；双星系统中致密天体吸积伴星的气体物质构成吸积盘，发出明亮的X射线，天文学家靠“看”来找到中子星；双中子星或黑洞中子星双星并合会发出引力波，天文学家靠“听”来找到它们。 但是，还有一些中子星是处于宁静态，既探测不到脉冲信号又没有发出X射线。这些宇宙中难以发现的、深藏不露的神秘天体，不时以来都是天文学家研讨的热点和难点。 |
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