中国天眼FAST寻获两颗球状星团长周期脉冲星

中国天眼FAST寻获两颗球状星团长周期脉冲星



发布时间：2024-04-30
球状星团是一种受自引力束缚的高密度恒星集群，其演化年龄一般超过百亿年，是宇宙中最古老的天体系统之一。球状星团中的恒星经过数十亿年的演化，存在着大量脉冲星，通过了解其性质，可获取球状星团的动力学演化过程、星族合成路径等信息。中国天眼FAST是世界最大的单口径射电望远镜，其历史性高灵敏度可对球状星团开展最深的射电脉冲星搜寻和观测研究。
目前在银河系内41个球状星团中已发现的317颗脉冲星中，大多都是自转周期在数十毫秒范围内的毫秒脉冲星，其中179颗处于双星系统。一个可能的物理图像是，由于球状星团恒星密度大，碰撞率高，脉冲星很容易捕获到伴星，并从双星吸积过程中加速转动，通过“再循环”过程，最终形成观测到的大量毫秒脉冲星。在观测上，之前在球状星团中仅发现了两例周期在秒量级的脉冲星，因此在球状星团中是否存在另外的脉冲星演化路径在观测上一直是个悬而未决的问题。
为了弄清这个问题，之江实验室天文计算研究中心的周登科博士、国家天文台王培副研究员等人通过发展快速折叠搜索方案，系统分析了FAST公开观测数据，在球状星团M15中发现了两颗长周期脉冲星，分别是自转周期约为1.9秒的M15K和自转周期约为3.9秒的M15L。其中M15L刷新了球状星团脉冲星的周期记录，成为目前球状星团中已知周期最长的脉冲星。
团队发现这两颗脉冲星在周期－周期导数图上的位置仍位于自旋加速线（spin－up　line）的下方，这条线是脉冲星通过吸积所能加速的上限。这两颗脉冲星位于自旋加速线的下方，说明它们在早期