中新網(wǎng)9月16日電 據(jù)中國科學院國家天文臺網(wǎng)站消息，近日，依托中國天眼FAST超高探測靈敏度，國家天文臺韓金林研究員領銜的FAST銀道面脈沖星巡天團隊取得重要發(fā)現(xiàn)，捕獲一顆處于緊致軌道的雙中子星系統(tǒng)PSRJ1856-0039。該系統(tǒng)是軌道周期極短、目前已知總質(zhì)量最輕的雙中子星系統(tǒng)，多項觀測結(jié)果精準驗證了廣義相對論，為探索極端天體物理、引力本質(zhì)與宇宙元素起源提供了關(guān)鍵的新目標，相關(guān)研究成果2026年9月15日發(fā)表于《物理評論快報》(PRL)，并被期刊編輯遴選為重點推介成果。

　　中子星是大質(zhì)量恒星死亡坍縮后形成的極致密天體殘骸，運轉(zhuǎn)規(guī)律精準穩(wěn)定，被譽為“宇宙精密時鐘”。雙中子星系統(tǒng)由兩顆中子星相互繞轉(zhuǎn)構(gòu)成，是宇宙中極為罕見的特殊天體系統(tǒng)，目前人類發(fā)現(xiàn)僅30例。這類天體系統(tǒng)歷經(jīng)兩次超新星爆發(fā)形成，未來將通過引力波輻射并合演化，是宇宙金、鉑等重元素的重要誕生源頭，也是研究極端高密度物態(tài)、檢驗廣義相對論、解析超新星爆發(fā)機制的天然理想實驗室。其中，短周期雙中子星相對論效應更強、并合時間更短，科研價值尤為突出，一直是國際大型射電望遠鏡脈沖星巡天的核心科學目標。

　　作為全球靈敏度最高的單口徑射電望遠鏡，F(xiàn)AST搭配高性能L波段19波束制冷接收機，具備極強的脈沖星探測能力。本次研究中，團隊依托自主研發(fā)的快照觀測模式，開展大規(guī)模銀道面脈沖星系統(tǒng)性搜尋，迄今已成功發(fā)現(xiàn)約900顆新脈沖星。通過持續(xù)后續(xù)精準觀測，團隊甄別出多例特殊天體系統(tǒng)，PSRJ1856-0039是其中一個突破性的發(fā)現(xiàn)。

　　觀測數(shù)據(jù)顯示，該雙中子星系統(tǒng)軌道周期僅2.36小時，在人類已知雙中子星系統(tǒng)中位列第二短。極短的軌道周期意味著兩顆中子星間距極小、雙星相互繞轉(zhuǎn)軌道的致密程度極高，是目前已知相對論效應表現(xiàn)最顯著的雙中子星系統(tǒng)之一。同時，該系統(tǒng)刷新了人類已知雙中子星質(zhì)量下限，整體總質(zhì)量僅為2.488倍太陽質(zhì)量，為迄今發(fā)現(xiàn)的總質(zhì)量最輕的雙中子星組合。其中可見脈沖星質(zhì)量約1.30倍太陽質(zhì)量，伴星中子星的質(zhì)量約1.19倍太陽質(zhì)量。該伴星躋身全球已知最輕中子星行列，逼近中子星理論質(zhì)量下限，為精準解析超新星爆發(fā)物理機制提供了強有力的限制。

　　得益于極致致密軌道，該系統(tǒng)擁有極端的強引力環(huán)境，研究團隊成功觀測到多項清晰的相對論效應。他們精準探測到橢圓軌道近星點進動、強引力場引發(fā)的光子頻率紅移、高速運動產(chǎn)生的時間膨脹效應，以及系統(tǒng)因持續(xù)輻射引力波損耗能量、軌道周期緩慢衰減等核心特征。數(shù)據(jù)測算顯示，本次測得的軌道周期衰減數(shù)值與廣義相對論預測值之比為1.009±0.014，證實了廣義相對論的正確性。

　　據(jù)該團隊模型推演，該系統(tǒng)將在約8200萬年后發(fā)生并合，最終大概率形成一顆更大質(zhì)量的中子星。這一特殊演化路徑，對破解中子星內(nèi)部物態(tài)方程難題、探究宇宙中金、鉑等重元素的起源奧秘有重要作用。

　　該系統(tǒng)還具備后續(xù)科學突破能力。它極小的軌道傾角和極短的軌道周期，為探測脈沖星自轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的參考系拖拽效應創(chuàng)造了絕佳條件。目前僅一兩例雙中子星系統(tǒng)具有探測該效應的潛力。參考系拖拽效應與中子星轉(zhuǎn)動慣量直接相關(guān)，后續(xù)依托FAST持續(xù)高精度觀測，有望精確測量中子星的轉(zhuǎn)動慣量。結(jié)合已精準測定的中子星質(zhì)量數(shù)據(jù)，長期觀測和研究能為揭示中子星內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)、探索時空引力基本特性等前沿科學問題提供關(guān)鍵的約束條件。

　　該項研究受到科技部重點研發(fā)項目和中國科學院建制化項目的支持。