中國天眼探測到一顆獨特的脈沖星雙星系統(tǒng)，該系統(tǒng)被命名為PSR J1953+1844（簡稱M71E），其軌道周期僅為53分鐘，創(chuàng)下了脈沖星雙星系統(tǒng)軌道周期最短的記錄。這一發(fā)現(xiàn)具有重大意義，因為它提供了關于脈沖星雙星系統(tǒng)演化的新線索，特別是“黑寡婦”系統(tǒng)的形成原因。
一、脈沖星
脈沖星是快速旋轉的中子星，通常以成對形式存在，定期發(fā)射輻射脈沖。然而，M71E這對脈沖星系統(tǒng)的獨特之處在于其周圍存在大量高能物質。天文學家推測，這些物質來自較小的伴星，曾經(jīng)這顆伴星可能比現(xiàn)在大得多。然而，由于中心的脈沖星釋放極高能輻射和粒子流，伴星逐漸被撕裂成碎片，并被推入太空或吸入脈沖星中。這種現(xiàn)象就像雌性黑寡婦蜘蛛交配后吞噬雄性一樣，因此這些系統(tǒng)被稱為“黑寡婦”脈沖星，第一個被發(fā)現(xiàn)的是PSR B1957+20。
二、天文學家發(fā)現(xiàn)了多種類型的脈沖星系統(tǒng)
包括“黑寡婦”和“紅背”系統(tǒng)。在“黑寡婦”系統(tǒng)中，伴星質量已經(jīng)減小到極小的程度，通常不到太陽質量的十分之一。而在“紅背”系統(tǒng)中，伴星相對較大，通常達到半個太陽質量。然后，如果伴星質量更大，可以承受脈沖星的輻射和粒子流，系統(tǒng)被稱為“獵人”而非“蜘蛛”。
盡管天文學家已經(jīng)識別了許多“蜘蛛”系統(tǒng)，但他們一直難以解釋這些系統(tǒng)是如何形成的，因此需要找到演化過程中的中間狀態(tài)。然而，這些系統(tǒng)演化過程中，由于軌道周期非常短，兩顆星距離非常接近，難以觀測，因此中間狀態(tài)一直未被發(fā)現(xiàn)，這導致了關于“蜘蛛”系統(tǒng)形成原因的疑問。
今年4月，國際科研團隊首次發(fā)現(xiàn)了一個正在演化成“蜘蛛”系統(tǒng)的脈沖星系統(tǒng)，為我們提供了關于這一過程的首次見解。而中國天眼的發(fā)現(xiàn)，PSR J1953+1844（M71E）的脈沖星雙星系統(tǒng)，剛好處于從“紅背”向“黑寡婦”演化的過程中，填補了此前缺失的環(huán)節(jié)。這一重大發(fā)現(xiàn)于21號發(fā)表在《自然》雜志上。
三、除了“蜘蛛”系統(tǒng)外，還存在多種吞噬方式
1、第一種通過引力撕裂對手的方式，比如超大質量黑洞會撕裂靠近的天體。一部分物質將被黑洞吞噬，而其他部分則被拋射出去，可能甚至離開整個星系。這種撕裂現(xiàn)象不僅發(fā)生在黑洞周圍，還包括像木星這樣的天體。
2、第二種方式是碰撞吞并，就像地球和月球的形成一樣。在宇宙形成的早期階段，恒星系統(tǒng)和行星都可能通過碰撞吞噬其他物質來增長。
3、第三種方式是膨脹吞并，例如太陽在演化的最后階段將吞并地球。隨著時間的推移，太陽的核心將變小，核心內(nèi)部的氫燃料耗盡，太陽會膨脹成紅巨星，最終吞并地球。這一過程是恒星生命周期中的一部分，通常是恒星演化中最劇烈的時期。
