还记得科幻小说《三体》中三个太阳轮番升起、地狱般的三体世界吗?近日,中国天眼FAST捕捉到了宇宙中真实存在的脉冲星三体系统。这是人类发现的第二例脉冲星三体系统,更是首例仍处于演化阶段的脉冲星三体系统,相关发现为恒星演化研究打开了一扇新窗口。
宇宙"三兄弟"的层级结构
这三颗天体诞生于同一片星云,可谓宇宙中的"同胞三兄弟"。其中最大的一颗,出生时质量就达到太阳的20倍,短短数千万年耗尽能量后,坍缩成一颗飞速自转的毫秒脉冲星;另一颗演化成了白矮星。这两颗天体以8天的周期围绕共同质心运动,构成三体系统的内层双星。
第三颗恒星质量与太阳相当,目前仍处在寿命期内。它沿着一个超大椭圆轨道、与内层双星绕共同质心运行,公转周期长达73.5年。由于内层双星的引力占绝对主导,外侧恒星的扰动非常微弱,这套三体系统得以长期稳定运行——这与小说中混沌不可预测的三体世界截然不同,反而类似半人马座α三星系统的层级结构(正是《三体》小说的灵感原型之一)。
为何"演化中"如此珍贵
此前发现的脉冲星三体系统早已尘埃落定,而这一次FAST捕捉到的系统仍在演化之中:外层恒星尚未走完恒星一生,内层双星的相互作用也还在持续。这意味着天文学家可以实时观测三体系统在恒星演化关键阶段的动力学行为,检验关于质量转移、轨道收缩与脉冲星自转加速("再加速"过程)的理论模型。
脉冲星本身就是宇宙中最精准的天然时钟,毫秒脉冲星的计时精度可与原子钟媲美。在这样一个三体引力场中精确测定轨道参数,将为检验引力理论、理解双星乃至多星系统演化通道提供独一无二的样本。
FAST的十年答卷
值得一提的是,今年恰逢"中国天眼"落成启用十周年。十年来,FAST已发现数百颗脉冲星,在快速射电暴、中性氢巡天等领域产出丰硕。此次脉冲星三体系统的发现,再次证明了大口径射电望远镜在时域天文学中的不可替代性——宇宙中那些最微弱、最罕见的信号,仍在等待被"听见"。