你說FAST一個射電波段的天文望遠鏡,怎麼就跑去抓「蜘蛛」玩了呢?
天文望遠鏡還是要幹天文的嘛,只是有時也得考慮天文學家會給天體起綽號……
其實,FAST捕捉到的這兩隻「毒蜘蛛」,都是特殊類型的脈衝星。
這兩隻毒蜘蛛品種還不一樣,一隻是著名的「黑寡婦」蜘蛛,另一隻叫紅背蜘蛛。
黑寡婦與紅背蜘蛛
「黑寡婦」這個名字大家估計都比較熟悉,一來這種蜘蛛是南美最毒的蜘蛛之一,並且因雌性在交配之後會吃掉雄性而得名;二來漫威有一個經典女性角色就叫黑寡婦。
黑寡婦蜘蛛(圖片來源:https://www.nationalgeographic.com/)
紅背蜘蛛大家可能聽著就陌生了。作為黑寡婦蜘蛛在澳大利亞的近親,紅背蜘蛛和黑寡婦蜘蛛長得像,區別僅在於紅背蜘蛛在背部有一道紅色斑紋。和黑寡婦蜘蛛一樣,紅背蜘蛛也是一種毒性極強的蜘蛛,並且雄性蜘蛛往往會在交配後被雌性蜘蛛吃掉。
澳大利亞的紅背蜘蛛(圖片來源:https://australianmuseum.net.au/)
蜘蛛脈衝星
1988年的時候,天文學家首次發現帶有掩食現象的毫秒脈衝星雙星系統。在這個雙星系統中,主星是一顆毫秒脈衝星,而伴星經過測量,是一顆質量僅有0.02倍太陽質量的恆星。在這兩顆星星相互繞轉的過程中,每當轉到特定的位置,脈衝星發出的電磁波信號就會被伴星及其周圍物質擋住。在脈衝星被擋住的時候,我們就觀測不到脈衝星的信號了,這就是掩食現象。太陽被月亮擋住而產生的日食,也是掩食現象。
天文學家通過觀測數據推測,在這樣一個雙星系統中,伴星的物質會被主星的星風加熱並帶走一部分。也就是說,作為主星的脈衝星正在「殺死」它的伴侶!這不就和臭名昭著的黑寡婦蜘蛛一樣嗎!於是天文學家就叫這類脈衝星作「黑寡婦」脈衝星。
在主星(一顆毫秒脈衝星)星風的作用下,伴星被加熱並且物質被吹跑(素材來源:https://svs.gsfc.nasa.gov/)
在此後的觀測中,天文學家又陸續發現了同樣的毫秒脈衝星雙星系統。這類雙星系統都有掩食現象,並且伴星的質量都小於0.1倍太陽質量。
隨著觀測的深入,天文學家發現在球狀星團中存在著類似的雙星系統,但有一點不太一樣,它們的伴星質量要大一些。後來在球狀星團之外,天文學家也發現了這樣的系統。
因為伴星質量不同,天文學家覺得有必要將後來發現的伴星比較大情況單獨劃分成一類。那既然這兩種毫秒脈衝星雙星系統長得這麼像,都在殺死自己伴星,那就把後來發現的那種叫紅背蜘蛛脈衝星吧!
黑寡婦和紅背,這兩類脈衝星合稱蜘蛛脈衝星。
FAST的發現
前些天我們剛說到,FAST在武仙座球狀星團中發現了一個脈衝雙星。這是FAST第一次發現脈衝雙星。其實在這個研究中,還有一個「第一次」,那就是FAST的第一次脈衝星計時觀測。通過這個計時觀測,天文學家測量出這個球狀星團中一顆未分類的蜘蛛脈衝星的伴星質量為0.02倍太陽,是一隻黑寡婦。
近日,FAST又傳來好消息,在球狀星團M92裡面發現了一個脈衝雙星!這是FAST發現的第二顆脈衝雙星,同時也是這個球狀星團裡第一次探測到脈衝星。這顆脈衝雙星具備了成為蜘蛛脈衝星的幾個條件:1. 是毫秒脈衝星;2. 有掩食現象。而據估計,這個雙星系統的伴星質量約為0.18倍太陽質量,應該是一隻紅背蜘蛛。
結語
在這麼短的時間內,FAST接連報喜,展示出它作為世界最大單口徑射電望遠鏡的潛在威力。相信在不久的將來,FAST會捷報頻傳,幫助我們更好地了解廣袤無垠的宇宙。