中国天眼FAST发现罕见掩食脉冲星系统，首次揭示双星"公共包层演化"关键证据，为恒星演化与引力波研究开辟新路径！
2025年5月23日，国际顶级期刊《科学》发表了一项来自中国科学家的重大发现——中国科学院国家天文台韩金林研究员团队利用500米口径球面射电望远镜（FAST，"中国天眼"）捕捉到一个极为罕见的毫秒脉冲星系统PSR J1928+1815。这颗脉冲星以10.55毫秒的极速自转，并与伴星形成仅3.6小时超短轨道的双星系统，更令人震惊的是，其辐射信号有六分之一时间被伴星物质遮挡。这一发现为恒星演化理论中悬而未决的"公共包层演化"假说提供了首个直接观测证据，或将改写人类对致密双星系统形成机制的理解。
宇宙中的"流星"：千年一瞬的特殊双星
脉冲星是宇宙中最精确的"时钟"，而毫秒脉冲星更是因其高速自转（每秒数百转）成为研究极端物理的天然实验室。此次发现的PSR J1928+1815系统之所以特殊，在于它可能代表了双星演化史上一个转瞬即逝的阶段：
- 公共包层阶段：当双星系统中的较大质量恒星先演化成中子星后，较小伴星膨胀将其包裹，两者共同在氢元素包层中"共舞"约1000年
- 氦星伴生：伴星外层被剥离后，暴露出温度高达数万度的氦核，形成仅太阳系水星轨道大小的致密双星（轨道半径仅50万公里）
- 极端稀有性：模拟显示，银河系中此类系统仅存几十个，存活时间不足宇宙年龄的万分之一
"这就像在沙滩上寻找特定的一粒沙子，"韩金林团队表示，"FAST的灵敏度让我们首次捕捉到这个理论预言却从未被观测到的关键演化环节。"
技术突破：FAST如何"看见"看不见的天体？
发现这一系统的关键在于FAST无可匹敌的观测能力：
- 灵敏度优势：接收面积相当于30个足球场，比此前最先进的阿雷西博望远镜灵敏度高2.5倍
- 时间分辨率：19波束接收机可同时监测多个天区，10微秒级时间采样捕捉毫秒脉冲
- 创新算法：团队开发专用滤波程序，从海量数据中识别出被掩食的周期性信号
2020年5月初次发现后，团队通过多次后随观测，结合云南天文台2.4米光学望远镜的伴星光谱分析，最终确认这是一个经历过公共包层演化的"脉冲星-氦星"系统。美国国家射电天文台Scott Ransom评价："这个系统就像宇宙馈赠的天然实验室，让我们能检验那些原本只存在于黑板上的物理过程。"
科学价值：一石三鸟的重大突破
该发现将在多个前沿领域引发连锁反应：
1. 恒星演化理论的"缺失环节"
- 验证物质如何从伴星转移至中子星（吸积率估算达每年10⁻⁸太阳质量）
- 揭示公共包层被抛射的动力学过程（现有模型预测误差达40%）
- 解释毫秒脉冲星自转加速机制（当前理论无法完全说明＜5毫秒的极快自转）
2. 高能物理的新窗口
- 中子星吸积过程可能产生TeV级中微子，为江门中微子实验提供对照目标
- 伴星星风与脉冲星磁层的相互作用，呈现等离子体物理的极端条件
3. 引力波天文学的"前哨站"
- 该系统将在约3亿年后并合，成为LISA引力波探测器的重要目标源
- 为预测致密双星并合率提供新约束（当前估算误差达2个数量级）
未来展望：中国天眼引领多信使天文学
随着FAST进入第二个科学运行周期，这项发现只是开端：
- 深度巡天计划：预计未来5年发现50-100个类似系统，构建统计样本
- 多波段联测：联合"慧眼"X射线卫星、南极AST3光学望远镜开展协同观测
- 理论重构：中科院上海天文台已启动新一代恒星演化模型开发
正如《科学》杂志配发的评论文章指出："中国天眼正在重新定义射电天文学的疆界，这项发现让我们意识到，宇宙中那些最激动人心的秘密，往往藏在最短暂的瞬间里。"当人类得以窥见这对宇宙"舞者"的惊鸿一瞥，我们不仅见证了恒星生命的壮丽终章，更触摸到了驱动宇宙演化的深层律动。