一顆恒星的閃光引起了一個(gè)天文學(xué)家小組的注意，它是一個(gè)罕見(jiàn)的神秘系統(tǒng)的一部分。正如他們?cè)谧罱l(fā)表在《自然》雜志上的一篇論文中所報(bào)告的那樣，這個(gè)奇怪的恒星似乎是一個(gè)"黑寡婦雙星"--一種由快速旋轉(zhuǎn)的中子星或脈沖星組成的系統(tǒng)，它正在圍繞并慢慢吞噬一顆較小的伴星，就像經(jīng)歷求偶舞蹈和交配后，雌蜘蛛對(duì)其伴侶所做的那樣。
由共同作者、麻省理工學(xué)院的博士后研究員凱文-伯德格領(lǐng)導(dǎo)的研究小組利用茲威基瞬變?cè)O(shè)施的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了黑寡婦雙星，茲威基瞬變?cè)O(shè)施是一個(gè)位于加利福尼亞的觀(guān)測(cè)站，負(fù)責(zé)拍攝夜空的廣域圖像。
"這一發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了像ZTF這樣的大型時(shí)域觀(guān)測(cè)在發(fā)現(xiàn)罕見(jiàn)天體方面的潛力，"共同作者Eric Bellm說(shuō)，他是華盛頓大學(xué)天文學(xué)研究助理教授，華盛頓大學(xué)DiRAC研究所的研究員，也是ZTF和位于智利的Vera C. Rubin天文臺(tái)的科學(xué)家。
天文學(xué)家知道銀河系中大約有二十多個(gè)黑寡婦雙星。這個(gè)最新的候選系統(tǒng)被命名為ZTF J1406+1222，位于離地球3000光年的地方，具有目前所發(fā)現(xiàn)的最短的軌道周期，脈沖星和伴星每62分鐘繞著對(duì)方相互旋轉(zhuǎn)。該系統(tǒng)的獨(dú)特之處在于，它似乎還承載著第三顆遙遠(yuǎn)的恒星，每隔一萬(wàn)年就會(huì)圍繞著兩顆內(nèi)部恒星運(yùn)行。
這個(gè)"三重"黑寡婦提出了關(guān)于這樣一個(gè)系統(tǒng)如何形成的問(wèn)題。根據(jù)其觀(guān)測(cè)結(jié)果，該小組提出了一個(gè)起源故事。與大多數(shù)黑寡婦雙星一樣，這個(gè)三重系統(tǒng)可能來(lái)自于一個(gè)被稱(chēng)為球狀星團(tuán)的密集的老恒星星座。這個(gè)特殊的星團(tuán)可能已經(jīng)漂移到了銀河系的中心，在那里，中央黑洞的引力將星團(tuán)拉開(kāi)，同時(shí)留下了完整的三聯(lián)黑寡婦星。這種誕生情況非常復(fù)雜，并且這個(gè)系統(tǒng)在銀河系中漂浮的時(shí)間可能比太陽(yáng)存在的時(shí)間還要長(zhǎng)。
脈沖星是大質(zhì)量恒星塌陷的核心，特點(diǎn)是擁有快得嚇人的旋轉(zhuǎn)周期，每隔幾毫秒就旋轉(zhuǎn)一次，并在這個(gè)過(guò)程中發(fā)射出高能量的伽馬射線(xiàn)和X射線(xiàn)的閃光。
通常情況下，脈沖星在燃燒掉大量的能量后會(huì)迅速旋轉(zhuǎn)并死亡。但是偶爾，脈沖星的引力可以從一顆路過(guò)的流浪星上拉下物質(zhì)，提供新的能量讓脈沖星重新旋轉(zhuǎn)起來(lái)。然后"回收"的脈沖星開(kāi)始重新輻射能量，進(jìn)一步剝離恒星，并最終將其摧毀。
雖然大多數(shù)黑寡婦雙星是通過(guò)中央脈沖星發(fā)出的伽馬射線(xiàn)和X射線(xiàn)輻射發(fā)現(xiàn)的，但研究小組利用來(lái)自雙星伴星閃爍的可見(jiàn)光來(lái)探測(cè)ZTF J1406+1222。伯德格認(rèn)識(shí)到，伴星所謂的"白天"一面，也就是永遠(yuǎn)面對(duì)著脈沖星的那一面可能比它的"夜晚"一面熱很多倍，因?yàn)樗鼜拿}沖星那里不斷接收高能輻射。他推斷，如果天文學(xué)家觀(guān)察到一顆亮度周期性變化很大的恒星，這將是一個(gè)強(qiáng)有力的信號(hào)，表明它與一顆脈沖星處于雙星之中。
為了驗(yàn)證這一理論，伯德格和他的合作者研究了ZTF數(shù)據(jù)中的恒星亮度，觀(guān)察是否有恒星以10倍以上的速度急劇變化，而且時(shí)間尺度約為1小時(shí)或更短。該小組能夠挑選出十幾個(gè)已知的黑寡婦雙星，驗(yàn)證了新方法的準(zhǔn)確性。然后，他們發(fā)現(xiàn)了一顆恒星，它的亮度每62分鐘變化13倍，表明它可能是一個(gè)新的黑寡婦雙星的一部分。
通過(guò)斯隆數(shù)字天空測(cè)量系統(tǒng)對(duì)這顆恒星幾十年的測(cè)量，他們發(fā)現(xiàn)了這顆雙星被另一顆遙遠(yuǎn)的恒星所跟蹤的證據(jù)。根據(jù)他們的計(jì)算，這第三顆恒星似乎每隔一萬(wàn)年就會(huì)圍繞內(nèi)部的雙星運(yùn)行。
奇怪的是，天文學(xué)家們沒(méi)有直接檢測(cè)到雙星中的脈沖星的伽馬或X射線(xiàn)發(fā)射，這是確認(rèn)黑寡婦的典型方式。因此，目前ZTF J1406+1222被認(rèn)為是一個(gè)候選的黑寡婦雙星，該小組希望通過(guò)未來(lái)的觀(guān)測(cè)來(lái)確認(rèn)。
伯德格說(shuō)："一切似乎都指向它是一個(gè)黑寡婦雙星。"但是它有一些奇怪的地方，所以它有可能是一個(gè)全新的東西。"
該小組計(jì)劃繼續(xù)觀(guān)察這個(gè)新系統(tǒng)，并應(yīng)用光學(xué)技術(shù)來(lái)照亮天空中更多的中子星和黑寡婦。僅用ZTF識(shí)別這個(gè)黑寡婦雙星表明，幾年后，當(dāng)更加強(qiáng)大的維拉-C-魯賓天文臺(tái)上線(xiàn)時(shí)，我們應(yīng)該能夠發(fā)現(xiàn)更多這樣的系統(tǒng)。
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