近日，中國科學院上海天文臺、國家天文臺、云南天文臺聯合貴州大學，利用500米口徑球面射電望遠鏡FAST的高質量數據，在球狀星團脈沖星搜尋、高精度計時、輻射特性等方面取得系列進展。
研究團隊利用FAST對M2進行脈沖星搜尋和計時檢測。團隊在該星團中發現M2F與M2G兩顆新的毫秒脈沖星，并獲得在該星團方向和距離上的法拉第自旋量測量。團隊還建立了M2星團中脈沖星的“相干相位”計時模型，并通過貝葉斯計時分析，以高精度測量出M2中脈沖星雙星系統的開普勒軌道參數。在M2A與M2E脈沖星雙星系統中，團隊測量出廣義相對論框架下的軌道近日點進動，并計算出雙星系統總質量分別為1.75與1.80個太陽質量。同時，通過哈勃望遠鏡數據庫，團隊搜尋到M2C脈沖星伴星的光學對應體為一顆白矮星。結合光學與射電觀測結果，團隊重構出該系統的雙星演化路徑，并以此判定出伴星的冷卻年齡約為1千萬年。這使得M2C的白矮星伴星成為已知的球狀星團脈沖星雙星系統中最年輕的白矮星。進而，利用M2脈沖星測量的自轉周期導數，團隊對該星團中的引力勢分布進行限定。結果支持了該星團星體速度彌散的最新測量成果。
研究團隊利用FAST觀測數據，采用快速折疊算法對30個球狀星團開展搜尋。在93顆已知脈沖星中，87顆被探測到，未探測到的5顆已知脈沖星包括1顆暗弱孤立脈沖星和4顆表現出明顯軌道運動的雙星系統。團隊在M13星團中發現一顆新毫秒脈沖雙星M13I。該脈沖星系統軌道周期18.2天、0.06偏心率，伴星質量0.54M⊙，符合氦白矮星模型。基于M13I搜尋的對比研究表明，FFA算法探測率較傳統FFT方法提升75%，表明FFA算法在未來球狀星團暗弱脈沖星搜尋具有潛力。
研究團隊利用改進的FFT+jerk算法，對FAST球狀星團觀測數據進行搜尋，在球狀星團M13中發現兩顆暗弱脈沖雙星M13G和M13H。這兩顆星均在被星際閃爍點亮階段探測到。進一步，團隊得到M13G的“相干相位”計時模型，確認該系統為黑寡婦系統。該系統是M13中距離星團中心投影角距離最大的脈沖星，且該系統處于圓形軌道中。這為“脈沖星軌道偏心率會隨著與星團中心距離的增加而減小”的動力學理論提供了觀測支持。
研究團隊利用FAST對分布于8個球狀星團中的25顆毫秒脈沖星進行偏振輪廓測量。結果顯示，球狀星團脈沖星的“脈沖寬度-自轉周期”關系與場脈沖星一致，但僅20%球狀星團脈沖星具有S型偏振位置角曲線，這一比例低于普通脈沖星。同時，法拉第旋轉量分布證實，靠近銀盤面的球狀星團，脈沖星的旋轉量RM值更高，這一分布特征與銀河系磁場分布模型的預測相符。25顆球狀星團脈沖星整體偏振度分布與銀河系脈沖星相似，表明球狀星團環境未改變其中脈沖星的偏振輻射性質。
相關研究成果發表在《天體物理學雜志》（the Astrophysical Journal）和《天文與天體物理研究》（Research in Astronomy and Astrophysics）上。
論文鏈接：1、2、3、4
本文鏈接：球狀星團脈沖星研究取得系列進展http://m.sq15.cn/show-12-1905-0.html
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