發現可能包含中子星的雙星系統

近期，中國科學院國家天文臺高級工程師袁海龍、副研究員王松等人發現了一個包含致密天體的雙星系統。該系統由一個質量約1.7倍太陽質量、半徑約1.7個太陽半徑的晚A型主序恒星和一個可能為中子星的致密伴星組成。日前，相關研究成果發表于《天體物理學報》。

根據現有的恒星演化理論，大質量恒星演化的最終結果將是一顆黑洞或者中子星。理論預言銀河系中可能存在上億顆恒星級黑洞，但迄今為止，天文學家僅在銀河系發現了約20顆恒星級黑洞，而且大都是通過黑洞吸積伴星氣體所發出的X射線觀測到的。

實際上，大部分包含黑洞或者中子星的雙星系統都處于沒有發出X射線的寧靜狀態。因此，通過監測視向速度得到不可見伴星的動力學質量被天文學家證實為一種有效且具有重要意義的方法。近年來，一些黑洞候選體發現工作和中子星候選體發現工作都采用了這種方法。

利用LAMOST（郭守敬望遠鏡）的低分辨率時域巡天數據，研究團隊對該雙星系統進行了視向速度擬合，得到了速度半振幅和質量函數；利用多波段測光數據、Gaia（蓋亞望遠鏡）視差、消光和恒星演化模型，獲取了該系統中非致密星的質量、半徑和距離等信息；通過光變曲線建模和擬合，最終得到了不可見伴星的質量范圍大概是1.1-1.3倍太陽質量。

此外，通過分析加那列大型望遠鏡GTC的HORuS儀器拍攝的高分辨率光譜，研究團隊并沒有發現屬于伴星的吸收線成分，因此推測這顆伴星極有可能是致密天體。

“我們發現該雙星系統中可見恒星的填充度約為70%，沒有充滿洛希瓣，時域光譜也沒有發射線特征。”袁海龍表示，經多次觀測，該系統并沒有被發現已知的X射線波段和UV波段的信號；利用WFC設備在紫外波段也沒有發現相關信號。因此可以推斷該雙星系統的致密伴星更大概率為一顆中子星。

據悉，LAMOST的第二個五年巡天開展了更多的時域天區觀測，這有助于發現更多包含致密天體的雙星系統。根據南京大學副教授邵勇和教授李向東2019年的理論估計，按LAMOST的觀測模式，大約能夠發現100個寧靜態的黑洞雙星系統。因此，更多有價值的雙星系統正等待天文學家繼續發現和挖掘。這些致密天體的發現為進一步研究恒星形成演化和中子星、黑洞的物理性質和形成理論奠定了基礎。