在宇宙中有一种神秘的灯塔，它们就是脉冲星。脉冲星是一种拥有强大磁场，非常快速旋转的中子星，它们会发出稳定周期的脉冲信号，堪比实验室中最精确的计时装置原子钟，所以我们可以把脉冲星作为宇宙中的信标，用它们来探测宇宙的各种现象，例如引力波、暗物质、暗能量等。脉冲星可以是单独的一颗，也可以跟另一颗恒星相互绕转，构成双星系统。在双星系统中，质量较大的星体在引力的作用下，会不断的把另一颗星体的物质抢夺过来，这类似于生物界雌蜘蛛吞食雄蜘蛛供养自身的行为。因此天文学家把这样的脉冲星系统就称为蜘蛛类脉冲星。

蜘蛛类脉冲星又分为两类，红背和黑寡妇，现有的天体物理理论猜想，黑寡妇是由红背系统演化而来的，但以前这只是一个猜想，因为我们还没有观测到红背向黑寡妇转变的中 间状态，为什么呢？因为观测它们非常困难。最近，中国天眼发现了一个重要成果，发现一个轨道周期仅仅为53分钟的脉冲星双星系统，刷新了脉冲星双星最短轨道周期的记录。它还填补了蜘蛛系统演化模型中 缺失的一环，一定程度上补全了黑寡妇来自于红背的观测拼图。这个发现引起了国内外天文学界的广泛关注，也为我们揭示宇宙的奥秘提供了新的线索。本期内容将为你介绍这个重大的发现和意义。

脉冲星的发现可以追溯到1967年，当时，英国剑桥大学的24岁女研究生贝尔.柏奈尔在研究射电源的时候，意外地发现了一种非常规律的脉冲信号，每隔1.33秒就重复一次。她的导师安东尼.休伊什和合作者马丁.赖尔对这种信号感到非常惊讶，他们甚至怀疑这是来自外星人的信号，于是给它取了个代号LGM-1，意思是小绿人。后来，他们又发现了其他几个类似的信号源，排除了外星人的可能性，而认为这些信号是来自一些未知的天体，于是给它们命名为脉冲星。脉冲星的真实身份引起了当时的天文学家的激烈争论。有人认为脉冲星是一种白矮星，有人认为脉冲星是一种快速旋转的恒星，也有人认为脉冲星是一种新型的天体。最终，美国普林斯顿大学的托马斯.戈尔德提出了一个大胆的假设，他认为脉冲星是一种拥有强大磁场，非常快速旋转的中子星。

中子星是由大质量的恒星在经历了超新星爆炸以后所遗留下来的残骸，由于角动量守恒，它们往往会具有极高的自转速度，有的甚至可以达到每秒数百次。当这些高速旋转的中子星产生的辐射光速穿过茫茫星海，扫过地球的时候，我们就会收到脉冲式的信号。戈尔德的假设很快得到了实验证实，1974年，美国普林斯顿大学的约瑟夫.泰勒和罗素.赫尔斯发现了一对脉冲星双星系统，它们的轨道周期随着时间的推移而缩短，这正是由于引力波辐射造成的，这也是引力波的第一次间接证据。泰勒和赫尔斯因此获得了1993年的诺贝尔物理学奖，而休伊什也因为脉冲星的发现而获得了1974年的诺贝尔物理学奖，不过柏奈尔却被忽略了，这也是诺贝尔奖的一个争议。

随着观测技术的进步，天文学家们发现了更多的脉冲星，其中一些具有非常特殊的性质。例如，有些脉冲星的脉冲周期会随着时间而变化，有些脉冲星会突然停止或恢复发射脉冲，有些脉冲星会发出极强的伽马射线或X射线等等。这些脉冲星的多样性让我们对它们的形成和演化产生了更多的好奇和疑问。其中一个最有趣的问题是，蜘蛛脉冲星是如何演化的？天文学家们认为，红背和黑寡妇是同一种天体的不同演化阶段，也就是说，红背会随着时间的推移，逐渐变成黑寡妇。这个演化过程的基本思路是这样的：一开始，脉冲星和伴星的距离较远，轨道周期较长，伴星的质量较大，温度较高，这就是红背脉冲星的状态。随着脉冲星不断的从伴星上吸收物质，伴星的质量会逐渐减小，温度也会逐渐降低，同时，由于角动量守恒，脉冲星和伴星的距离会逐渐缩短，轨道周期也会逐渐缩短，这就是黑寡妇脉冲星的状态。最终，伴星的质量会减小到一个极限值，无法再维持自己的结构，被脉冲星完全吞噬，形成一个单独的脉冲星。

这个演化过程听起来很合理，但是有一个问题，那就是我们从来没有观测到红背向黑寡妇转变的中间状态。按照理论的预测，这个中间状态的脉冲星双星系统的轨道周期应该在几十分钟到几小时之间，但是在过去的几十年里，我们从来没有发现过这样的系统。这就像是一个缺失的拼图，让我们无法完整的理解蜘蛛类脉冲星的演化历史。为什么我们没有发现这样的系统呢？因为中间状态系统绕转的周期太短了，双星的间距太近了，观测它们非常困难。幸运的是，我们现在有了这样的观测设备和技术，它就是中国天眼。作为目前世界上具有最大填充口径的球面射电望远镜，自2016年启用以来，中国天眼已经发现了超过700颗新的脉冲星，最近，中国天眼又取得了一个重大的突破，它发现了一个轨道周期仅仅为53分钟的脉冲星双星系统，刷新了脉冲星双星最短轨道周期的记录。这个系统的名字PSRJ1953+1844，简称M71E，它位于天鹅座的一个球状星团M71中，距离地球约1.3万光年。

当时，中国天眼正在观测M71星团中的一颗已知的脉冲星，却意外地发现了另一颗新的脉冲星，经过后续的分析和验证，才确认了它的双星性质和轨道周期。这个系统的发现对于我们理解蜘蛛类脉冲星的演化具有重要的意义，因为它正处于红背向黑寡转变的中间状态，这一发现填补了相关领域的观测空白，证实了蜘蛛类脉冲星的演化理论。从更大的视角来看，中国天眼独有的强大观测能力极大的丰富了我们对脉冲星家族的认识，在茫茫宇宙中支成了一张脉冲星的信标之网，这些脉冲星可能组成一个计时阵列，帮助科学家们检测宇宙尺度上时间的微小变化。例如，这种能力就可以被用来探测低频率的引力波，这些引力波可能具有宇宙学的起源，携带着早期宇宙的信息，对引力理论提出一些启发。这次成果不仅是天文学的重要发现，也是中国科技进步的生动体现。随着中国在基础科学领域的不断投入，其观测设备和科研人员将推动太空探索做出重要的贡献。未来将有数不胜数的科技成果等着我们去发现。对此，你们怎么认为呢！欢迎大家一键三连，本期内容就到这里了，感谢大家观看。