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 星在宇宙中扮演着重要角色,它们能够提供关于毫秒脉冲星形成、双重系统演化以及限制中子恒久态方程等方面宝贵信息。此外,这些蜘蛛脉冲 星还能帮助科学家更好地理解它们所处宇宙环境中的物理过程。
图1 显示了Fermi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。绿色“+”标记了这些位置,而蓝色实线和红色实线分别代表了误差范围内椭圆区域的一 sigma 和二 sigma 范围。
依据这些位置信息,我们可以看出该单线光谱双星位于Fermi伽马射线源4FGL J1318.2+6754误差范围内,因此该伽马射线源有可能是这个双重系统对应物。在考虑到蜘蛛 脉冲 星通常会发出伽马射线辐射的情况下,这增加了我们对这个来源包含一个潜在红背蜘蛛 脉 磁 星 的可能性。此外,TESS卫空获得的心电图曲线进一步支持这一假设,因为它展示出了典型的加热特征,这也是 spiders 脈 磒 的一个显著特征。
利用LAMOST获取的事实视向速度数据和伴主的大气参数,我们验证了Gaia提供的事实视向速度,并得到了这只 spider 脈 璡 的质量估计约为1.3个太阳质量,伴主约为0.84个太阳质量。这一结果进一步证实了这个对象是一个由含有 redback spider 脈 璡 的 双 重 系 统 构 成。
图2 展示了2019年 TESS卫空获得的心电图曲线,其中红色的直 线 是模型拟合后的最优解。在经典“再加速”理论中,认为毫秒脈衝起始时通过正常心電刺激其伙伴物质以此来提升自转速度。但由于该体系中的洛希半径比伙伴半径要大很多(填充率仅为0.3),因此这是不可能通过“再加速”的方式产生的一个事件。鉴于该体系较低的运动速度(20.94公里/秒)、较长的地理周期(4.13天)以及偏离度量值(0.05),研究团队提出这一毫秒心電可能是通过白矬巨人吸积诱发坍缩形成。这将为理解如何即使存在极端条件下也能形成毫秒心電提供关键见解,同时也将成为探索何种条件导致某些密集恒久态核心自身旋转至高速以产生强烈磁场这一问题的一个重要案例研究。此类包含一种或多种微妙结构形式的心電之行走者,对于从他们周围宇宙环境捕捞到的高能粒子的影响进行评估,也是一项重大任务。而且,由于它们被认为具有精确如钟表般运行,它们能够让我们了解整个宇宙都遵循相同规则是否真的如此的问题。本次发现在国家天文科学数据中心拥有丰富资料库,他们致力于使用各种设备及计划来收集这些珍贵数据,以便未来进行更深入分析。