通过“中国天眼”（FAST）短短5分钟的巡天一瞥，中国科学院国家天文台研究团队发现了一个轨道周期仅为53分钟的双星系统——这是人类发现的轨道周期最短的脉冲星双星系统，该发现填补了蜘蛛类脉冲星系统演化模型中缺失的一环。6月21日，相关研究成果在《自然》杂志在线发表。

脉冲星的体积很小而密度很高，其半径通常为10至15千米，密度可达1亿吨每立方厘米。目前人类已发现的3000余颗脉冲星中，约有10%处于双星系统，超过60%的脉冲星双星系统轨道周期长于1天。

处于双星系统中的脉冲星，在演化过程中通常呈现为蚕食过程——如果两星距离很近，脉冲星会吞掉身旁恒星的物质，并使自身越转越快。随着脉冲星蚕食恒星，两颗星的距离越靠越近，相互绕转速度也越来越快；恒星被大量蚕食后质量变小，脉冲星难以继续吸积并把恒星推开，绕转速度也就变慢。因其与自然界中雌蜘蛛吞食雄蜘蛛供养自身的行为相似，天文学家便以两种蜘蛛的名字“红背”“黑寡妇”命名此类天体，统称为蜘蛛类脉冲星。

“从‘红背’到‘黑寡妇’，中间的演化过程可长达数亿年。”国家天文台副研究员潘之辰介绍，此前，天文学界并未证实二者演化的中间状态，“处于中间阶段的脉冲星轨道周期非常短，两星的距离非常近，对观测提出了极大的挑战。”

在球状星团M71附近，FAST有了新发现。超高的灵敏度和极强的探测能力，让它在日常的巡天工作中，仅用5分钟就获取到了超高质量的观测信号，帮助科研团队探测到一个名为PSR J1953+1844的双星系统。“对脉冲星的观测周期在其轨道周期的十分之一以下，才能更好地避免轨道运动产生的不利影响。FAST观测5分钟的信号信噪比，比其他设备观测1至2小时得到的信号还要优秀。”潘之辰说。

经过1年多的持续监测，科研团队观测到了该双星由轨道运动引起的脉冲星信号变化——两颗星绕转一周的时间仅为53分钟，是目前已发现的绕转速度最快蜘蛛脉冲星系统，将脉冲星双星系统的轨道周期最短记录缩短约30%。“我们把它命名为‘华美寇蛛’。”潘之辰表示，该双星正处于“红背”到“黑寡妇”系统演化过程的中间状态，填补了蜘蛛脉冲星演化理论的缺失环节。

图1：左：红色箭头指示M71E的位置，旁边是球状星团M71；右：来自FAST观测数据的M71E的平均脉冲轮廓和偏振位置角。

图2: M71E在伴星质量-轨道周期图上的位置。红色和蓝色的线均表示双星演化理论模拟的路径。在这三条线上，M71E均处于演化中间状态。