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“黑洞猎手”利用郭守敬望远镜发现宁静态中子星

光明网 2022-09-27 08:47 点击:

  近日,记者从中科院国家天文台获悉,基于国家重大科技基础设施郭守敬望远镜(LAMOST)时域巡天数据,LAMOST“黑洞猎手”计划研究团队发现了一颗距离地球约1037光年、处于双星系统中的宁静态中子星。相关研究成果发表于《自然—天文》。

  论文共同通讯作者、中科院国家天文台研究员刘继峰介绍,搜寻中子星一般有3种方式:通过搜寻高速旋转的中子星产生的脉冲信号来捕获中子星;通过观测双星系统中致密天体吸积伴星的气体物质形成吸积盘,发出明亮的X射线来找到中子星;通过探测双中子星并合发出的引力波发现中子星。

  研究团队在利用LAMOST时域巡天数据开展黑洞和中子星等致密天体搜寻计划时,通过视向速度监测方法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。

  接着,研究团队利用美国帕洛玛天文台的5米海尔望远镜进行观测,并结合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分析和测定,认为该双星系统的致密天体是一颗约1.2倍太阳质量的中子星。

  “双星系统中的可见红矮星在中子星的引力拉扯下,大约每6.6小时绕行一周。有趣的是,中子星并没有吸积其伴星上的物质,因此无法探测到明亮的X射线,是一个当前处于宁静态的中子星。”刘继峰说。

  随后,研究团队利用我国500米口径球面射电望远镜(FAST)对这颗中子星进行了一个小时的射电观测,同样没有观测到中子星的脉冲信号。这说明该中子星的脉冲信号不存在或者非常微弱,无法被探测到,也可能是脉冲辐射并未指向地球。

  另外,研究团队通过多波段的观测数据获知,该双星系统中的红矮星色球层活动比较活跃。由于中子星的强大潮汐力作用,作为其伴星的红矮星被拉伸变形成为了水滴状。该系统如同一颗闪耀的“红宝石”默契地围绕在安静的中子星身边,在1000光年之外的星际空间周而复始地上演着美丽的双星之舞。

  此次发现也是继2019年利用视向速度监测方法认证一颗宁静态恒星级黑洞之后,该团队借助LAMOST巡天优势在狩猎致密天体领域取得的又一项重要成果。

  刘继峰表示, LAMOST领先世界的光谱获取率和大规模巡天的绝对优势,使得天文学家可以利用视向速度监测方法来发现宁静的黑洞、中子星等致密天体,打破了依赖于探测脉冲信号、X射线等来搜寻致密天体的观测限制。这种方法为发现处于宁静态双星系统中的致密天体开创了新的途径。高雅丽

  相关论文信息:

  https://doi.org/10.1038/s41550-022-01766-0

  《中国科学报》 (2022-09-26 第1版 要闻)

编辑:邢亚伟 编审:史帅 终审:汪中东