超会“捉迷藏”的它，终于被FAST抓住啦！
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宇宙中的恒星都有自己的生命周期，从百万年到百亿年不等，比如太阳寿命就在100亿年左右。
在走向“死亡”的时候，不同质量的恒星命运不同（点这里复习）。如果恒星的质量在8倍太阳质量以上，它们“行将就木”时便会竭尽所能完成最后一舞——超新星爆发！爆发后产生的遗迹星云称作超新星遗迹，是这颗恒星生命终结后的归宿。
你以为这就是寂静的终点吗？并不是，在恒星的灰烬里，也有着新天体的“脉动”。
脉冲星（图片来源：veer图库）
灰烬中诞生的
脉冲星，浴火重生的火凤凰
超新星爆发是恒星演化到末期内部向中心不断压缩，外部急速膨胀的过程，其亮度会瞬间增高数百倍，肉眼看来像是空中突然出现了一颗亮星。爆发释放的能量是太阳100亿年所释放的能量总和，温度更是高达几千亿度。
爆发是正常恒星演化的终点，又是中子星和黑洞诞生的起点。理论上质量在8~25倍太阳质量的恒星发生超新星爆发后的“灰烬”中都会诞生一颗中子星。
射电脉冲星是中子星的一个子类，因人类观测到其辐射为一系列射电脉冲信号而得名。这类天体主要由中子组成，经典半径10公里，有着极高的密度、极强的磁场等特点。诞生的脉冲星将继续存活几十亿年，就像浴火重生的火凤凰一样。
早在上世纪30年代，就有天文学家预言了超新星爆发可以产生中子星，从而把中子星和超新星及超新星遗迹联系在了一起。1969年科学家在超新星遗迹船帆座星云中发现了一颗脉冲星，同年在蟹状星云中也发现了一颗脉冲星，它们是人类最早在超新星遗迹中发现的脉冲星。
蟹状星云中发现的脉冲星（Crab脉冲星）给了科学家启示，从而给出了脉冲星诞生的标准理论模型（ Gunn, J. E. , and J. P. Ostriker . "On the Nature of Pulsars. III. Analysis of Observations." Astrophysical Journal 160(1970):979.）。
蟹状星云（图片来源：veer图库）
理论告诉我们“脉冲星产生于超新星爆发”，那么是不是在超新星遗迹里就能寻找到脉冲星呢？实际上这很难。
“灰烬”里寻宝，难寻踪迹的脉冲星
目前科学家共发现了4000多颗脉冲星，但在超新星遗迹中发现的脉冲星仅110颗左右。
未发现更多脉冲星有以下几个可能的因素：观测表明脉冲星都有自行速度，从几百公里每秒到上千公里每秒甚至更大，长时间的自行使得脉冲星早已远离超新星遗迹；遗迹中存在脉冲星，但其脉冲辐射方向未扫过地球；遗迹中有中子星，但不产生脉冲星式的脉冲辐射，地球上探测器找不到其踪迹；遗迹中的脉冲星辐射信号太弱，人类的望远镜灵敏度不够，探测不到。
天文学家在超新星遗迹中搜寻脉冲星的意义在哪儿呢？
原来，在超新星遗迹中很可能发现年轻的脉冲星，而年轻的脉冲星由于其“活跃”的特性，例如转动速度快速变慢、内部结构不稳定、脉冲星周期的剧烈变化等等，这些特性能让科学家更容易探索其内部结构、辐射性质等特征。
而且，在超新星遗迹中搜寻脉冲星可侧面证明科学家对中子星的预言，即脉冲星是由中等质量恒星演化到末期发生超新星爆发而产出的。
科学家们迫切希望得到对上面两个问题的解答。
中国天眼FAST是目前世界上灵敏度最高的单口径射电望远镜，配备了19波束L波段接收机，已成为世界上最强大的脉冲星搜寻利器之一。中国科学院新疆天文台脉冲星团组科研人员遴选了五个超新星源，利用中国天眼FAST对它们进行了深度“扫描”。过去，因探测器灵敏度不够，这五颗源在相当长的时间里一直很“低调”，从未向人类吐露过“心声”，人们也从未感受到从它们那里发来的“脉动”。科研人员基于FAST高灵敏度的特性，在快照模式下将望远镜对准这五个“默语者”，期盼着有新的发现。
功夫不负有心人，经过一年多的努力，终于在超新星遗迹G29.6+0.1方向附近发现了一颗新脉冲星PSR J1845–0306，它就像安稳跳动的“心脏”一样，在望远镜里每秒向我们展露一次它充满神奇色彩的脸庞（脉冲星自转速度约1转/秒，即辐射出的射电脉冲每秒扫过地球一次）。
这一发现让科研人员激动不已，立即着手测算其他参量，利用色散量很快估算出新发现的脉冲星与超新星遗迹距离相当！这使得该脉冲星产生于超新星遗迹的概率显著提高。当然，研究者需要在未来对这两个源进行更进一步的参数测量才能最终确定它们的关联性。
新疆天文台的这项研究成果发表在《中国物理快报》（CPL 2024, 41（2）：029701），并被评选为“编辑推荐”，且文章被选为CPL期刊的封面。
脉冲星PSR J1845-0306搜寻结果图
仰望星空，探索永无止境
脉冲星是宇宙中天然的极端物理实验室，超强引力场为广义相对论和引力波的检验提供了独特场所。脉冲星的理论和观测研究对推动天文、天体物理、核物理、粒子物理、等离子体物理、广义相对论和引力波等领域的发展都有着非常重要的意义。它就像一盏明灯，是未来人类星际旅行的理想“灯塔”。
在超新星遗迹中搜寻脉冲星，是验证恒星演化理论、约束脉冲星诞生特性的有效手段。未来，科学家们有望在搜寻超新星遗迹中的脉冲星方面取得更大突破。
作者：张振 云朝昂
作者单位：中国科学院新疆天文台
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