“中国天眼”发现脉冲星三体系统

    最近中国天眼的新发现让全世界的天文学家都为之震惊。寻找了几十年之久的“活着”的脉冲星三体系统竟然就在我们的观测数据中。有人认为这是多发现了一颗特殊的星星，也有人认为它会改变人们对引力的认识。编号为J0435+3233的脉冲星有什么特别的地方呢？一步一步地讲清楚。

    一、脉冲星是不是天然的宇宙实验室呢？

    答案就是非常少见。

    这是人类确认的第二例脉冲星三体系统，并且还是第一个没有完全演化完毕、保持原始形态的三星系统。之前人类找到的唯一一例脉冲星三体，是美国团队用绿岸望远镜发现的，在这个系统中，三颗恒星都已度过主序星阶段，其中一颗已经变成了脉冲星，另外两颗则成为了白矮星，也就是说整个系统的演化已经结束，只剩下最后的结果了。

    所找到的系统就不同了。脉冲星J0435+3233最早是在2020年6月8日由中国的天眼漂移扫描巡天小组发现的，它的自转周期为3.2毫秒，属于转速非常快的毫秒脉冲星。新疆天文台的研究人员用中国天眼对它进行了长达五年的观测，并且收集到了192个观测结果，在最初的阶段里他们只发现了它与一颗白矮星相互绕行的现象，每八天就会完成一次圆周运动。

    使全世界的科学家感到惊讶的是数据中出现的一些反常现象。这颗脉冲星的自转周期每年增加1纳秒，比同类型的脉冲星变化幅度高出两个量级，完全不符合已知的双星系统的规律。这部分监测的结果于2026年4月发表在了《自然·天文》上，当时整个领域都猜测着是什么东西在影响着这颗脉冲星的时间信号。

    二、韩金林小组是如何找到第三颗被掩盖起来的星星的呢？

    韩金林带领国内多家机构组成的联合团队接替第二阶段的研究工作的时候，并不是只关注射电波段的数据。

    把中国天眼的射电观测结果、欧洲空间局盖亚卫星、红外及光学望远镜公开的数据全部放在一起，并且找到了费米卫星收集了18年来的160个有效的伽马光子数据进行比对。

    于是他们得出结论，在双星系统的外面有一颗与太阳差不多大小的类太阳恒星。该恒星以0.6的偏心率沿椭圆轨道运行，并且每隔73.5年就会环绕其中心脉冲星、白矮星双星系统一周。这就是它所造成的引力作用使之前观测到的脉冲星周期变长的原因。

    根据恒星演化的理论来推测的话，这三个星星并不是偶然聚集在一起的“星际搭子”，而是一起在同一个气体云中诞生的原生“三胞胎”。

    三、宇宙中的三胞胎目前处于什么样的发展阶段呢？

    这三颗星的命运早在出生的时候就已经注定。

    质量最大的“大哥”刚形成的时候质量大约为太阳的20倍，燃烧得最旺盛，最先走完生命的历程，在超新星爆发之后坍缩成为现在的毫秒脉冲星。质量稍小的“二弟”初始质量是太阳的数倍，并且已经走到了生命的尽头，变成了一颗和脉冲星一起旋转的白矮星。

    质量最小的就是“三弟”了。它的质量与太阳相近，并且距离其他两颗星星很远，在它们发生超新星爆发的时候没有受到任何影响，到现在为止仍然处于正常的主序星演化过程中，是一颗实实在在存在的恒星。经过很长一段时间之后，当这颗类似太阳的恒星也到达生命的尽头时，整个系统才会变成一个由一颗脉冲星以及两颗白矮星组成的稳定的最终状态，也就是和人们之前所见到的一样的三体系统。

    四、找这个原生三体，到底有什么用？

    人们常常会问到一个问题，在几百到几千光年之外的地方发现三颗互相围绕转动的星星与我们有什么关系呢？

    该系统的最大价值就是处在演化的过程中。以前我们只能看到演化完毕后的脉冲星三体，就好比只看到了一个人长大之后的样子，并不知道他是如何长大的。目前我们已经捕捉到正在“成长”的原始系统，可以完整地跟踪三星系统动力学演化过程，观察到三颗星星之间的引力相互作用以及轨道的变化情况，在恒星演化理论中缺少的部分也可以得到补充。

    另外它也是用来检验基础物理理论的一个很好的场所。脉冲星的自转信号非常稳定，是宇宙中精度最高的“时钟”之一。有了第三颗恒星带来的明确的引力扰动之后，天文学家就可以用很高的精度来测量时间，并且可以用来检验强等效原理这样的基本引力定律。这些理论一般只能够在极端引力场下进行测试，在地面上的实验室里是无法制造出这样的环境的。