近期,北京大学与中国科学院国家天文台、云南天文台的研究团队,在利用LAMOST光谱数据及Fermi、Gaia和TESS等国际望远镜数据的协同观测中,成功发现了一颗位于双星系统中的长轨道周期红背蜘蛛脉冲星候选体。这一发现对于理解毫秒脉冲星形成机制具有深远的意义。该系统由于其较低的空间速度以及较长的轨道周期,被推测可能是通过白矮星吸积诱导坍缩(AIC)而非经典“再加速”理论形成。此外,该候选体还显示出与非简并或弱简并伴星组成双星系统中的特征,其伴星质量大于0.1个太阳质量,为红背蜘蛛脉冲星的一种类型。这种类型的蜘蛛脉冲 星在理解毫秒脉冲星形成、双星演化以及限制中子星物态方程方面具有重要作用。
图1展示了Fermi伽马射线源4FGL J1318.2+6754最佳位置,以及LAMOST和Gaia给出的单线光谱双星空间位置。根据这些信息,该伽马射线源有可能是该双重系统对应体之一。基于其伽马射线辐射特征,推测该双重系统包含一个蜘蛛脉冲-star-candidate。此外,TESS卫 星获得的光变曲线也表明该二重系统拥有典型加热特征,有助于进一步支持这一假设。
图2显示了2019 TESS卫士获取的单行光谱二重天体之光变曲线,其中红色实线为模型拟合最佳结果。这提供了关于这颗月球-pulsar-candidate质量约为1.3个太阳质量且伴随者质量约为0.84个太阳质量,以此来验证Gaia所获取视向速度,并进一步证实该天体是一个含有红背蜘蛛-pulsar-candidate之二重系。
经典“再加速”理论认为毫秒- pulsars 是通过正常- pulsars 吸积伴随者以自转加速形成。但考虑到这个候选者的洛希瓣半径远远超过它跟随者半径(填充因子仅为0.3),因此这个体系中的毫秒- pulsar 似乎难以通过“再加速”来产生。此外,这个体系低下的空间速度(20.94公里/秒)、相对较长的地轨周期(4.13日)以及偏心率(0.05),使得研究人员倾向于相信这颗毫秒- pulsar 可能是通过AIC来产生,而不是经典方法。这类含有毫秒-pulsars 的两生命周期对于我们了解风动相互作用、二生命周期乃至量度中子流质都提供了极大的帮助。
最后,由国家天文科学数据中心提供技术服务,使得这些科学发现能够得到实施。在这里,我们可以看到新的科学知识如何从这样的合作项目中涌现出来,而不仅仅是一项技术进步或新仪器发明,它们共同构成了现代宇宙学探索的一个关键部分。