天文學家發現「奇特雙星」伴舞 吞了對方又吐出來

藝術家描繪一顆直徑約 20 公里的高速自轉中子星（脈衝星），正從伴星吸取物質，併發出明亮的 X 射線光芒。（NASA）

天文學家近期發現一對罕見的宇宙雙星系統：一顆每秒旋轉近百次的中子星（即毫秒脈衝星）與一顆遭到部分剝離的氦星緊密繞行。中國科學院研究團隊指出，這對星體的形成過程猶如「一顆星吞下另一顆後又將它吐出來」，目前這項研究成果已經刊登在《科學》期刊（Science）上。

天文學（Astronomy）報導，這是天文界首度發現擁有氦星伴星的毫秒脈衝星系統，雖然理論上早有預測，但直到現在才真正被觀測到。

研究主持人、中國科學院韓金林教授表示：「這樣的伴星並不是恆星正常演化過程中會出現的，」。脈衝星是一種中子星，會從磁極發出輻射束，隨自轉速度掃過地球時，會被無線電望遠鏡捕捉成爲短暫的訊號，若其旋轉頻率達每秒數百次，就被歸類爲毫秒脈衝星。

這個特殊雙星系統是中國「天眼」（FAST，500米口徑球面無線電望遠鏡）今年5月進行觀測時所意外發現的，編號爲PSR J1928+1815，後續觀測顯示，這顆脈衝星與它伴星靠得非常近，距離約等同於太陽與小行星帶外緣的距離。但不同的是，一般小行星繞行太陽需數年，這顆脈衝星僅需3.6小時就能繞行一圈。

研究團隊推測，這對雙星原是兩顆普通恆星，其中一顆先行超新星爆炸後變成中子星，當另一顆恆星逐漸膨脹後，中子星便開始吸走對方的氣體，吸得越多自轉越快，最終甚至被對方外層包裹，這個階段極爲不穩定，若不是合併，就是爆開。

最終，這顆中子星在短短約千年內靠摩擦與熱能將氦星外層炸開，剩下的就是目前觀測到的氦核心。這類型的雙星系統早在理論中預測過，但直到這次才首次確認存在，十分罕見。研究估計整個銀河系中，類似的雙星系統不超過數十個。

美國天文學家則指出，若其中一星曾失去一半以上質量，照理說雙星系統應已解體，卻仍維持穩定軌道，這或許與當初超新星不對稱爆炸產生的推力方向有關，也不排除原本是三星系統後來合併成雙星。

未來這對雙星可能會走向這些命運，氦星再度膨脹、物質落向脈衝星，產生更多X光；或是距離持續縮短，最終兩星合併，甚至釋放出可被偵測的重力波，這也是現今天文學關注的重點之一。