球狀星團(tuán)是一種受自引力束縛的高密度恒星集群，其演化年齡一般超過百億年，是宇宙中最古老的天體系統(tǒng)之一。球狀星團(tuán)中的恒星經(jīng)過數(shù)十億年的演化，存在著大量脈沖星，通過了解其性質(zhì)，可獲取球狀星團(tuán)的動(dòng)力學(xué)演化過程、星族合成路徑等信息。“中國天眼”FAST是世界最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，其歷史性高靈敏度可對(duì)球狀星團(tuán)開展最深的射電脈沖星搜尋和觀測(cè)研究。 目前在銀河系內(nèi)41個(gè)球狀星團(tuán)中已發(fā)現(xiàn)的317顆脈沖星中，大多都是自轉(zhuǎn)周期在數(shù)十毫秒范圍內(nèi)的毫秒脈沖星，其中179顆處于雙星系統(tǒng)。一個(gè)可能的物理圖像是，由于球狀星團(tuán)恒星密度大，碰撞率高，脈沖星很容易捕獲到伴星，并從雙星吸積過程中加速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過“再循環(huán)”過程，最終形成觀測(cè)到的大量毫秒脈沖星。在觀測(cè)上，之前在球狀星團(tuán)中僅發(fā)現(xiàn)了兩例周期在秒量級(jí)的脈沖星，因此在球狀星團(tuán)中是否存在另外的脈沖星演化路徑在觀測(cè)上一直是個(gè)懸而未決的問題。 為了弄清這個(gè)問題，之江實(shí)驗(yàn)室天文計(jì)算研究中心的周登科博士、國家天文臺(tái)王培副研究員等人通過發(fā)展快速折疊搜索方案，系統(tǒng)分析了FAST公開觀測(cè)數(shù)據(jù)，在球狀星團(tuán)M15中發(fā)現(xiàn)了兩顆長周期脈沖星，分別是自轉(zhuǎn)周期約為1.9秒的M15K和自轉(zhuǎn)周期約為3.9秒的M15L。其中M15L刷新了球狀星團(tuán)脈沖星的周期記錄，成為目前球狀星團(tuán)中已知周期最長的脈沖星。 團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這兩顆脈沖星在周期-周期導(dǎo)數(shù)圖上的位置仍位于自旋加速線（spin-up line）的下方，這條線是脈沖星通過吸積所能加速的上限。這兩顆脈沖星位于自旋加速線的下方，說明它們?cè)谠缙谝部赡芴幱陔p星系統(tǒng)中，并經(jīng)歷了短暫的吸積過程，隨后就與其他天體相遇并被破壞了雙星系統(tǒng)，從而導(dǎo)致失去伴星后的脈沖星逐漸演化成了長周期脈沖星。另一條證據(jù)是它們相對(duì)強(qiáng)的磁場(chǎng)，脈沖星在吸積過程中可能會(huì)弱化其磁場(chǎng)，所以新發(fā)現(xiàn)的兩顆長周期脈沖星的強(qiáng)磁場(chǎng)也進(jìn)一步佐證了它們僅僅經(jīng)歷了短暫的吸積過程。論文通訊作者、FAST首席科學(xué)家李菂表示：“這一發(fā)現(xiàn)揭示了球狀星團(tuán)脈沖星的一種新的演化路徑。FAST正在系統(tǒng)性的改變我們對(duì)于球狀星團(tuán)脈沖星的認(rèn)識(shí)。” 脈沖星領(lǐng)域權(quán)威Richard Manchester教授評(píng)價(jià)“這篇重要論文彰顯了FAST高靈敏度。毫無疑問，我們可期待進(jìn)一步重要探測(cè)，不僅僅是球狀星團(tuán)脈沖星，還有銀河系或其他星系中其他有趣脈沖星”(This important paper highlights the great sensitivity of the FAST. We can no doubt expect further important detections, not only of globular-cluster pulsars, but also of other interesting pulsars in our Galaxy or even in other galaxies)。 中國科學(xué)院云南天文臺(tái)韓占文院士評(píng)價(jià)“由該成果可期望更多類似發(fā)現(xiàn)，最終填補(bǔ)球狀星團(tuán)中脈沖星族群的空白，對(duì)于理解球狀星團(tuán)中脈沖星形成過程和相互作用至關(guān)重要”(If they are harbingers of more such discoveries, we may finally fill in the missing pieces of the pulsar population in globular clusters. This is crucial for understanding the formation process and dynamic interactions of pulsars in globular clusters)。 這一突破性發(fā)現(xiàn)于2024年4月18日在線發(fā)表于《中國科學(xué)：物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué)》 （SCIENCE CHINA Physics,Mechanics & Astronomy）。這項(xiàng)工作由之江實(shí)驗(yàn)室和國家天文臺(tái)合作共同完成，王培(第11批會(huì)員)和李菂為論文通訊作者。 
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