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PSR J0737-3039

PSR J0737-3039是目前唯一已知的双脉冲星系统。该系统内含有二颗辐射无线电波的中子星，属于相对论性联星。这两颗脉冲星的编号分别是 PSR J0737-3039A 和 PSR J0737-3039B。该系统于2003年在澳洲帕克斯天文台由意大利电波天文学家玛塔·博盖（Marta Burgay）领导的国际团队进行高纬度脉冲星巡天时发现[4]。

PSR J0737-3039

艺术家笔下的 PSR J0737-3039 系统。本图未按实际比例绘制，如将两颗脉冲星体积缩小成弹珠大小，两者距离将达到225米。MPEG 模拟影片。
观测资料
历元 J2000
星座 船尾座
星官
赤经 07h 37m 51.247s
赤纬 -30° 39' 40.74 "'
视星等（V）
特性
光谱分类Pulsar
U−B 色指数?
B−V 色指数?
变星类型None
天体测定
Distance 3749+717
−521 光年[1]:55-58
详细资料
质量1.35 M☉
半径? R☉
亮度? L☉
温度? K
金属量?
自转22.6993786 ms[2][3]
年龄? 年
PSR J0737-3039B
详细资料
质量1.24 M☉
半径? R☉
亮度? L☉
温度? K
金属量?
自转2.77346077 s[2][3]
年龄? 年
其他命名
PSR J0737-3039A, PSR J0737-3039, [CGB2005] J073751.248-303940.83.

单一脉冲星

脉冲星是恒星发生超新星爆炸后留下的崩溃核心形成的。脉冲星的质量高于太阳，但直径多只有数公里，因此脉冲星拥有极高的密度。脉冲星会在它的磁轴两极方向辐射出高度集中的电磁辐射，并且会出现类似灯塔的锥型扫射，而脉冲星每秒可自转达到数百次。脉冲星即为恒星以超新星死亡后留下核心残骸形成的中子星。如果一颗中子星以高速自转，就可称为脉冲星。不过脉冲星辐射的电磁辐射如果未指向地球，就无法在地球上被侦测到。

双脉冲星

双脉冲星是指一个联星系统内的两颗成员星都是脉冲星的状况，这两颗脉冲星组成的系统会趋向稳定。其他的恒星有些也会变成脉冲星，但速度慢许多且会环绕脉冲星旋转。

已知的双脉冲星系统

PSR J0737-3039 是一个相对论性联星系统，也是第一个已知的双脉冲星系统。该系统于2003年由天文学家玛塔·博盖以澳洲联邦科学与工业研究组织的帕克斯天文台发现。

PSR J0737-3039

PSR J0737-3039 内成员星的轨道周期以目前最精准量测发现只有2.4小时，仅有赫尔斯－泰勒脉冲双星的三分之一，是已知的这类天体中最短的。2005年天文学家宣布该系统的观测结果和广义相对论完美符合，特别是预测因为产生重力波造成能量损失的理论。

因为重力波造成的能量损失，两颗脉冲星的共同轨道每日收缩7毫米，预测将在8500万年后合并。

成员星状态 脉冲星A 脉冲星B
自转周期 23 毫秒 2.8 秒
质量 1.337 M☉ 1.250 M☉
轨道周期 2.4 小时

脉冲星B发射的脉冲在一个轨道周期中只有20分钟的时间可被观测到。

发现

PSR J0737-3039A 于2003年以澳洲帕克斯天文台的口径65米电波望远镜发现，但 PSR J0737-3039B 直到第二次观测才被确认是脉冲星。该系统是由一个国际团队进行高纬度多波束巡天以寻找脉冲星时发现[2]。一开始本来认为只找到了单一脉冲星，第一次观测的资料显示有一颗自转周期23毫秒的脉冲星环绕一颗中子星。之后的观测才侦测到伴星周期2.8秒的较弱脉冲讯号。

虽然自1967年剑桥大学的安东尼·休伊什和约瑟琳·贝尔·伯奈尔发现第一颗脉冲星至今已发现了超过1400颗脉冲星，这个特殊的系统仍让天文学家相当兴奋。之前的观测有脉冲星环绕中子星的纪录，但没有双脉冲星互绕的情况[5]。

意义

双脉冲星 PSR J0737-3039 已经被做为爱因斯坦广义相对论研究用的天体。双脉冲星是研究因为极罕见超高密度质量造成时间与空间扭曲环境的绝佳机会，也是测试爱因斯坦理论和观测仍属于理论上存在的重力波的完美环境[6]。

星食

来自这个双脉冲星系统的另一个重大发现是两颗脉冲星在合的方位时互相产生的星食现象。星食发生的时候其中一颗脉冲星甜甜圈状的磁层会充满可吸收辐射的等离子，使另一颗脉冲星的辐射被阻挡超过30秒。而讯号较弱脉冲星的磁层形状和体积因素，在星食发生时无法完全遮蔽住讯号较强脉冲星的辐射，因此仍可侦测到部分强讯号脉冲星辐射。

类似的脉冲星

这个系统相当类似于1974年由拉塞尔·赫尔斯和约瑟夫·泰勒发现，让两人获得1993年诺贝尔物理学奖的PSR B1913+16。这类天体可以精准测试阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论，这是因为相对论性的效应可以在脉冲星脉冲时间中被发现。但大多数这类联星系统几乎都是一颗脉冲星和一颗中子星的结合，PSR J0737-3039 是第一个两颗成员星都是脉冲星的系统。

其他含脉冲星的联星系统

有许多其中一颗成员星是脉冲星的联星系统被发现，这些系统的著名例子有：

脉冲星－白矮星系统，例如 PSR B1620-26。
脉冲星－中子星系统，例如 PSR B1913+16。
脉冲星－主序星系统，例如 PSR J0045-7319 的成员星是一颗脉冲星和一颗B型主序星。

脉冲星－黑洞组成的联星系统是可能存在的，但尚未发现这样的系统。这样的系统将是测是爱因斯坦广义相对论的完美情形，因为两者都有相当巨大的重力。目前计划中，并于2012年确定在南半球建设的平方千米阵将会观测双脉冲星系统并寻找脉冲星－黑洞联星以测试广义相对论[7]。


参考资料

  1. ^ Sergei M. Kopeikin. Applications and Experiments. De Gruyter. 20 August 2014: 55–. ISBN 978-3-11-034566-7. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 The first double pulsar - List of the team. Retrieved 2010-07-07
  3. ^ 3.0 3.1 ATNF Pulsar Catalogue database [1].
  4. ^ "An increased estimate of the merger rate of double neutron stars from observations of a highly relativistic system"- Retrieved 2010-07-07
  5. ^ "The Double Pulsar （页面存档备份，存于互联网档案馆）" Retrieved 2010-07-07
  6. ^ J. H. Taylor, Philos. Trans. R. Soc. London Ser. A 341, 117 (1992). "Pulsar Timing and Relativistic Gravity （页面存档备份，存于互联网档案馆）"
  7. ^ "Strong field tests of gravity using pulsars and black holes （页面存档备份，存于互联网档案馆）" Retrieved 2010-07-06.

外部链接

Sound clip http://www.physics.mcgill.ca/~bretonr/doublepulsar/doublepulsar_sound.mp3[永久失效链接]

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