9月23日，記者從中國科學院國家天文臺獲悉，基于國家重大科技基礎設施郭守敬望遠鏡（LAMOST）時域巡天數(shù)據(jù)，LAMOST黑洞獵手計劃研究團隊發(fā)現(xiàn)了一顆距離地球大約1037光年、處于雙星系統(tǒng)中的寧靜態(tài)中子星。相關研究成果發(fā)表于《自然—天文》。

該中子星雙星系統(tǒng)的藝術圖，藍色為中子星，紅色的是其伴星紅矮星（繪制：喻京川）

中子星是大質量恒星演化到生命末期，發(fā)生劇烈的超新星爆炸后，在中心形成的密度極高的天體，它與白矮星、黑洞一起成為不同質量恒星演化到最后的三種終結產(chǎn)物。

1967年，科學家發(fā)現(xiàn)了第一顆脈沖星，它后續(xù)被證實為一顆快速自傳的中子星，這個發(fā)現(xiàn)讓中子星從一個理論猜想變成了一個可被實際觀測的真實天體。

論文共同通訊作者、中科院國家天文臺研究員劉繼峰介紹，一般來說，搜尋中子星有三種方式：通過搜尋高速旋轉的中子星產(chǎn)生的脈沖信號來捕獲中子星；通過觀測雙星系統(tǒng)中致密天體吸積伴星的氣體物質形成吸積盤，發(fā)出明亮的X射線來找到中子星；或者通過探測雙中子星并合發(fā)出的引力波發(fā)現(xiàn)中子星。

但有一些寧靜態(tài)中子星與寧靜態(tài)黑洞，既探測不到脈沖信號又沒有發(fā)出X射線，如何找到合適的方法發(fā)現(xiàn)這些寧靜的中子星或黑洞，是天文學家研究致密天體家族及其物理性質的關鍵。

研究團隊在利用LAMOST時域巡天數(shù)據(jù)開展黑洞和中子星等致密天體搜尋計劃時，通過視向速度監(jiān)測方法發(fā)現(xiàn)了一個光譜不同于單星的特殊雙星系統(tǒng)。該雙星系統(tǒng)由一顆0.6倍太陽質量的紅矮星和一顆未被望遠鏡探測到的不可見天體組成，這個不可見天體極可能是一個致密星。

接著，研究團隊利用美國帕洛瑪天文臺的5米海爾望遠鏡進行后隨觀測，并結合美國凌日系外行星巡天衛(wèi)星（TESS）的高精度測光觀測進行了進一步的分析和測定，認為該雙星系統(tǒng)的致密天體是一顆約1.2倍太陽質量的中子星。

“雙星系統(tǒng)中的可見紅矮星在中子星的引力拉扯下，大約每6.6小時繞行一周。有趣的是，中子星并沒有在吸積其伴星上的物質，因此無法探測到明亮的X射線，是一個當前處于寧靜態(tài)的中子星。”劉繼峰說。

隨后，研究團隊利用我國五百米口徑球面射電望遠鏡（FAST）對這顆中子星進行了一個小時的射電觀測，同樣也沒有觀測到中子星的脈沖信號。這說明該中子星的脈沖信號不存在或者非常微弱無法被探測到，也可能是脈沖輻射并未指向地球。

另外，研究團隊通過多波段的觀測數(shù)據(jù)獲知，該雙星系統(tǒng)中的紅矮星色球層活動比較活躍。由于中子星的強大潮汐力作用，作為其伴星的紅矮星被拉伸變形成為了水滴狀。該系統(tǒng)如同一顆閃耀的“紅寶石”默契地圍繞在安靜的中子星身邊，在一千光年之外的星際空間周而復始地上演著美麗的雙星之舞。

此次發(fā)現(xiàn)也是繼2019年利用視向速度監(jiān)測方法證認一顆寧靜態(tài)恒星級黑洞之后，該團隊借助LAMOST巡天優(yōu)勢在狩獵致密天體領域取得的又一項重要成果。

劉繼峰表示， LAMOST領先世界的光譜獲取率和大規(guī)模巡天的絕對優(yōu)勢使得天文學家可以利用視向速度監(jiān)測方法來發(fā)現(xiàn)寧靜的黑洞、中子星等致密天體，打破了依賴于探測脈沖信號、X射線等來搜尋致密天體的觀測限制，這種方法為發(fā)現(xiàn)處于寧靜態(tài)雙星系統(tǒng)中的致密天體開創(chuàng)了新的途徑。

“利用該方法，研究團隊有望發(fā)現(xiàn)更多中子星、黑洞等致密天體，構建具有統(tǒng)計顯著性的致密天體質量分布，從而揭開致密天體研究的系列基本問題謎團。”劉繼峰說。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41550-022-01766-0