北京时间5月23日，国际学术期刊《科学》在线发表了中国科学家的一项最新研究成果。中国科学院国家天文台韩金林研究员带领团队利用中国天眼FAST发现了一个罕见的毫秒脉冲星，这颗脉冲星与伴星以3.6小时的周期相互绕转，并且有六分之一的时间被伴星遮挡，即掩食现象。这一发现对恒星演化理论、致密星吸积物理和双星并合引力波源研究具有重要意义。

天文学家对于单个恒星如何演化已有相对清晰的认识。但在银河系中，大多数恒星都是成对出现，以双星系统的形式共同演化，而双星系统如何交互和演化一直是天文学领域的前沿难题。恒星演化理论认为，质量越大的恒星演化速度越快。在双星系统中，较大质量的恒星一般会率先演化，最后塌缩成密度极高的致密星，比如中子星或黑洞。在这个阶段，较小质量的伴星会继续演化，但物质会被致密星吸积，导致伴星因质量流失而体积膨胀，甚至膨胀到把致密星揽入怀中，一起在公共的氢元素包层中演化约1千年。

在这个过程中，强引力的致密星一方面贪婪地吸积伴星的物质，使其自转加快；另一方面，在相互绕转的过程中，将公共的氢包层全部吹散，留下伴星中心燃烧的内核。这时的伴星主要靠燃烧的氦元素发光，温度达到几万度。千年之后，经历这一过程的双星最终留下快速自转的致密星与高温氦星，在非常紧密的轨道上相互绕转。这类特殊的双星系统在宇宙中存活时间仅约一千万年，对于138亿年的宇宙而言，如同夜空中稍纵即逝的流星。

根据该团队所做的模拟分析，银河系千亿颗恒星中，这样的系统仅有几十个，因此极为罕见且难以观测。长期以来，天文学家推断的双星系统共公包层演化的理论也缺乏直接观测证据的支持。中国天眼FAST凭借其极高的灵敏度，成为发现脉冲星的重要工具，尤其适合观察处于极短周期轨道上的脉冲星。2020年5月，韩金林研究员团队利用FAST对银河系进行脉冲星深度搜索时，发现了一颗自转周期为10.55毫秒的毫秒脉冲星PSR J1928 + 1815。随后的几次观测证实它处于一个半径仅50万公里的致密轨道，相互绕转的轨道周期仅为3.6小时。它与伴星相互绕转时，有大约六分之一的时间被伴星遮挡。据推测，这个伴星的质量至少有一个太阳那么重，远超出一般掩食脉冲星的伴星，但狭小的轨道根本容不下一个像太阳这样的恒星。综合多方面限制推断，这个伴星不是普通恒星，也不是演化后的致密伴星，而应该是经历过公共包层演化的氦星。脉冲星信号掩食是氦星甩出的星风物质遮挡引起的。

美国国家射电天文台的脉冲星双星研究专家Scott Ransom表示，这是个独特的致密双星系统，具有极高的科学价值，有望在多个不同领域如恒星群体演化、引力波源预测、双星和恒星演化过程、深度光学/红外的氦星观测等方面引导出很多有趣的研究课题，使得我们对双星演化中公共包层阶段这一目前仍知之甚少的领域有更深入的认识。(责任编辑：于浩淙 zx0176)