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咱们平时看星星,总觉得它们要么像太阳一样独来独往,要么俩俩结伴绕着转,规规矩矩的。

5月23日,中国科学家用FAST望远镜(就是咱们的“中国天眼”),拍到了一幕连科幻小说都不敢这么写的场景,一颗超致密的脉冲星,竟然在另一颗恒星的“身体”里绕着转,每隔几小时就钻进去一次,连信号都被挡得暂时消失。

这事儿可不是闹着玩的,研究直接发在了《科学》杂志上,标题就叫《由共同包层演化形成的脉冲星-氦星致密双星系统》。

参与研究的杨智霖、韩金林这些科学家,算是把宇宙里恒星演化的一个大谜题给解开了。

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1、

先跟大家掰扯清楚,这里说的“脉冲星”到底是啥。

你可以把它理解成恒星死后的“骨灰盒”,而且是密度高到离谱的那种,一般是大质量恒星烧完燃料,经历超新星爆炸后坍缩形成的中子星,一立方厘米的质量能有几亿吨,比地球上任何东西都重。

更神奇的是,它会像灯塔一样从磁极发射电磁波,转得还特别快,有的每秒能转几百圈,所以我们接收到的信号是规律的“脉冲”,这才叫“脉冲星”。

而这次发现的脉冲星,还有个“小伙伴”——一颗炽热的氦星,俩凑成了一个双星系统,距离地球大概455光年。

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这个距离在宇宙里不算远,相当于咱们在地球上看隔壁小区的灯,但要看清里面的细节,就得靠FAST这种“超级眼睛”了。

FAST有多牛不用多说,500米口径的射电望远镜,灵敏度全球第一,能捕捉到宇宙深处最微弱的信号。

就是靠它,科学家们发现了一个奇怪的现象:这颗脉冲星的信号每隔3.5小时就会突然消失200秒,之后又准时出现,跟打卡似的规律。

一开始团队还纳闷,是设备出问题了?还是有别的天体挡路了?反复检查数据,排除了各种可能后,他们得出一个让人头皮发麻的结论:这颗脉冲星正在穿越伴星的外层气体!简单说就是,它在绕着氦星转的时候,会定期钻进对方的“大气层”里,信号被气体挡住,咱们这边就接收不到了。

更惊人的是,这两颗星靠得特别近,轨道周期只有53分钟——啥概念?咱们地球绕太阳转一圈要365天,这两星转一圈还不到一小时,速度快得吓人。

也正因为离得近,氦星外层的气体才会裹住脉冲星,形成这种“你中有我”的奇观。

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2、

但这事儿的意义,远不止“拍到个稀罕景”这么简单,它直接证实了天体物理学里一个说了几十年却没被证实的理论——“共同包层演化”。

可能有人会问,这“共同包层”又是啥?咱们可以这么理解:宇宙里很多恒星不是“单身”,而是成对的双星系统。

当其中一颗恒星老了,会膨胀成红巨星或超巨星,外层气体变得特别蓬松,可能会把另一颗星也裹进去,形成一个巨大的“气体泡泡”,这就是“共同包层”,两星在泡泡里高速运转,就像被装在同一个袋子里的两颗球。

但这个阶段特别短,只有几百到上千年,在宇宙尺度里,这就跟眨一下眼差不多。而且这些气体包层特别稀薄,发出的信号又弱,人类之前一直没找到直接证据,只能靠模型推算。

这次FAST捕捉到的脉冲星信号消失现象,相当于给这个理论拍了张“现场照片”,终于把天体物理学拼图里缺的那一块补上了。

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3、

从科学研究的角度看,这个发现至少解决了三个大问题。

第一个就是证实了“共同包层演化”真的存在,以前科学家们只能在电脑上模拟这个过程,争论来争论去没个准数。

现在有了实际观测数据,脉冲星穿越气体包层的轨迹、信号变化的规律,都和理论预测严丝合缝,再也不用“纸上谈兵”了。

第二个是帮我们搞懂了双星系统怎么从“疏远”变“亲密”。

很多双星一开始离得挺远,后来为啥会越转越近,甚至形成紧密的系统?以前不知道中间经历了啥。

这次观测到的系统特别年轻,形成还不到一千年,正好处于“共同包层演化”的关键阶段。

通过分析两颗星的质量交换、角动量变化,科学家能反推出它们的轨道是怎么一步步收缩的,这对理解X射线双星、超新星前身系统这些复杂天体的起源特别重要。

第三个更厉害,它还跟引力波有关。咱们知道,2015年人类第一次探测到引力波,来自两个黑洞合并。

而这种轨道周期极短的脉冲星双星系统,如果一直这么转下去,未来可能会合并,也会产生引力波。

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4、

这次发现的系统,相当于给我们提供了一个“引力波源前身”的样本,能帮我们搞清楚这些引力波是怎么来的,未来再探测到类似的引力波,就能更准确地追溯它的起源。

说起来,能拍到这个奇观,FAST的“超能力”功不可没,它的灵敏度是以前射电望远镜的好几倍,能捕捉到银河系深处微弱的脉冲信号。

这次研究团队就是靠它,把脉冲星信号消失又出现的细节看得明明白白,连消失多久、间隔多长时间都算得清清楚楚。

要是没有这么强的观测能力,就算这颗脉冲星在宇宙里“表演”,咱们也看不见。

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而且这个系统本身也特别“幸运”。

它离地球不算太远,信号相对清晰;脉冲星的自转和轨道又特别规律,方便科学家计算;更关键的是,它正好处于“共同包层演化”阶段,早一点,包层还没形成;晚一点,包层可能已经散了,咱们都抓不到这个瞬间。

可以说,是“天时地利人和”凑到一起,才让中国科学家先一步发现了这个秘密。

不过大家可能会好奇,这颗脉冲星总往伴星的气体里钻,会不会被“烧坏”?

其实不用担心,脉冲星的密度太高了,外层气体对它来说,就像咱们穿过空气一样,虽然会挡住信号,但不会对它本身造成太大影响。

反倒是这种“穿越”,给我们提供了研究恒星外层气体性质的好机会——通过分析信号消失时的变化,能算出气体的密度、温度,甚至流动速度,这些数据对研究恒星演化特别宝贵。

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5、

从更宏观的角度看,这个发现也证明了中国在天文学领域的实力,以前很多前沿的天文观测,都是国外望远镜先发现,咱们跟着研究。

现在FAST一出手,就捕捉到这么关键的现象,还发了《科学》论文,说明咱们的观测技术和科研水平,已经能站在全球第一梯队了。

未来随着FAST继续“凝视”深空,说不定还能发现更多宇宙奇观,帮我们解开更多关于恒星、星系甚至宇宙起源的谜题。

可能有人觉得,这些研究离咱们的生活太远了,知道不知道脉冲星钻恒星,对过日子也没啥影响。

但其实不然,天文学的每一个突破,都在帮我们更了解这个宇宙的规律。

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比如搞懂了恒星演化,我们就能更清楚太阳未来的命运;研究引力波,能帮我们探索宇宙的起源;甚至这些观测技术,未来也可能转化成民用技术,比如更灵敏的信号探测设备、更精准的导航系统。

而且,当我们知道在455光年外,有一颗脉冲星正在另一颗恒星的“身体”里穿梭,那种对宇宙的好奇和敬畏,本身就是一种收获。

宇宙这么大,还有这么多神奇的现象等着我们去发现,这大概就是天文学最迷人的地方。

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总的来说,这次中国天眼发现的“脉冲星穿恒星”奇观,不仅是一次科学突破,更是一次对人类认知边界的拓展,它告诉我们,宇宙比我们想象的更复杂,也更精彩。

而只要我们坚持探索,用更先进的技术、更严谨的科学态度去追问,就一定能揭开更多宇宙的奥秘。