處于緊密軌道上的雙中子星(DNS)系統(tǒng)是檢驗(yàn)愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論的神奇實(shí)驗(yàn)室。第一個(gè)這樣的DNS系統(tǒng)通常被稱為Hulse-Taylor雙脈沖星,為引力波的存在提供了第一個(gè)間接證據(jù),并推動(dòng)了LIGO的建立。
從那時(shí)起,發(fā)現(xiàn)這樣的雙星系統(tǒng)就成為大規(guī)模脈沖星調(diào)查的主要?jiǎng)恿Α1M管在我們的銀河系已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了3000多顆脈沖星,但我們只發(fā)現(xiàn)了20個(gè)DNS系統(tǒng)。為什么它們?nèi)绱撕币?jiàn)?
DNS系統(tǒng)是復(fù)雜而奇特的雙星演化的終點(diǎn)。在標(biāo)準(zhǔn)模型中,這兩顆恒星必須經(jīng)歷多個(gè)階段的質(zhì)量轉(zhuǎn)移,包括共同的包層階段,以及不是一個(gè)而是兩個(gè)超新星爆炸。在第二顆超新星之前,雙星的生存取決于第二顆超新星爆炸所帶來(lái)的踢力和噴出的物質(zhì)數(shù)量??磥?lái),雙星在所有這些事件中都能存活下來(lái)是相當(dāng)罕見(jiàn)的。那些幸存的雙星留下了許多關(guān)于雙星演化的見(jiàn)解。
尋找雙體脈沖星比單體脈沖星更難。由于多普勒頻移的變化,加速使它們的純音在時(shí)間上發(fā)生演變,大大增加了搜索的復(fù)雜性和所需的計(jì)算時(shí)間。幸運(yùn)的是,OzGrav的科學(xué)家可以使用斯威本科技大學(xué)的OzSTAR超級(jí)計(jì)算機(jī)及其圖形處理加速器(GPU)。我們使用OzSTAR來(lái)搜索高時(shí)間分辨率宇宙南低緯度脈沖星調(diào)查(HTRU-S LowLat)的加速脈沖星。在最近發(fā)表在《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》上的論文中我們介紹了使用Parkes 64米射電望遠(yuǎn)鏡(現(xiàn)在也被稱為Murriyang)對(duì)一個(gè)新的DNS系統(tǒng)--PSR J1325-6253進(jìn)行1.5年專門的觀測(cè)結(jié)論。
通過(guò)對(duì)脈沖到達(dá)地球的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí),我們發(fā)現(xiàn)PSR J1325-6253處于一個(gè)1.81d的小軌道上。它的軌道偏離了圓心,是已知DNS系統(tǒng)中軌道偏心率最小的一個(gè)(e=0.064)。正如廣義相對(duì)論所預(yù)測(cè)的那樣,橢圓軌道將其最接近點(diǎn)(periastron)推進(jìn)到其伴星。周天體的推進(jìn)使我們能夠確定該系統(tǒng)的總質(zhì)量,它接近其他DNS系統(tǒng)的質(zhì)量。軌道的低偏心率意味著在最后的超新星爆炸中,除了中微子攜帶的能量外,幾乎沒(méi)有任何質(zhì)量損失,而且這是一個(gè)所謂的超剝離超新星。這樣的超新星的光芒非常微弱,如果離太陽(yáng)太遠(yuǎn),通常是看不見(jiàn)的。這一罕見(jiàn)的發(fā)現(xiàn)為了解恒星如何爆炸,以及它們留下的中子星提供了一個(gè)新的視角。
作者:OzGrav博士生Rahul Sengar,斯威本科技大學(xué)
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