“中国天眼”首次探测到脉冲星三维速度和自转轴共线的证据

基于FAST望远镜的观测，国家天文台李菂、朱炜玮研究组的姚菊枚博士首次找到了脉冲星三维速度与自转轴共线的证据。这一重要发现标志着FAST深度研究脉冲星的开始。相关论文于北京时间2021年5月6日发表在国际学术期刊《自然·天文》上。

脉冲星是大质量恒星死亡时的超新星爆炸催生的中子星。当前的超新星模拟不能产生速度和自转轴共线的中子星，这显示了人类对于中子星起源这一复杂过程所包含的物理机制还需加深认识。

相对前身星，年轻脉冲星具有更高的运动速度和更快的自转。经过几十年的研究，科学家们发现一些年轻脉冲星的速度和自转轴普遍存在共线的关系。但由于年轻脉冲星径向速度测量非常困难，在以往的研究中，对脉冲星速度和自转轴方向的比较停留在垂直于视线方向的二维平面上。基于FAST对处于超新星遗迹S147中脉冲星J0538+2817的观测，姚菊枚博士等人首次获得了该脉冲星在超新星遗迹S147中的径向位置和速度，结合已有切向速度测量获得了三维速度。同时，高精度偏振数据分析给出了三维自转轴的朝向。

超新星遗迹S147及脉冲星J0538+2817运动和自旋方向示意图（制图：黄琨、王培）

FAST是目前世界上灵敏度最高的单口径射电望远镜，此项工作是综合和全面分析FAST脉冲星数据的代表性成果。在科学委员会、时间分配委员会和FAST运行中心的支持下，这一方向的系统测量正在逐步展开，有望深度揭示中子自旋的起源。