凭借超高灵敏度，中国天眼（FAST）又有新发现。这一次，它协助中国科学院国家天文台王绶琯巡天突击队成功探测并解析了一颗年迈脉冲星的“残年风烛”——磁层中零星雨滴般的微弱矮脉冲辐射。

这是国际上其他射电望远镜难以观测的脉冲星辐射新形态，同时这一发现也揭示了脉冲星辐射濒临熄灭时其磁层结构基本不变的物理事实。昨天，国际权威学术期刊《自然-天文》发表了这一成果。

通常，脉冲星旋转时会周期性地辐射出射电信号。它的正常脉冲是在稳定加速大量带电粒子、产生大量“雷暴”粒子滴时辐射出来。然而，一些脉冲星经常会在某些周期中出现辐射完全熄灭的现象，这被称为“脉冲消零”。

领导王绶琯巡天突击队的国家天文台研究员韩金林解释，造成脉冲消零的可能物理原因有很多，有可能是因为磁层结构和辐射区发生变化，也可能因为脉冲星感应电势不足，从而导致放电火花和正负电子对的级联过程不能发生，还有可能是因为其他磁层一些区域产生了等离子体，淹没了脉冲星的感应电场区域等等。

由于脉冲星辐射熄灭后完全没有辐射，磁层结构和物理特征很难被探测，因此产生“脉冲消零”现象的物理机制一直难以确定。王绶琯巡天突击队在利用FAST进行脉冲星搜寻时，通过仔细处理数据发现，一颗已知脉冲星B2111+46在原本以为的“脉冲消零”状态下仍然有零星暗弱且宽度很窄的脉冲，这些脉冲被他们定义为“矮脉冲”。

韩金林介绍，B2111+46是一颗濒临死亡的脉冲星，矮脉冲是由它在脆弱而不稳定状态下所形成的一个或少数几个粒子滴产生的。团队随后针对这颗脉冲星进行了两小时的验证观测，获取了一百多个矮脉冲，“在脉冲强度和宽度的分布上，它们与正常脉冲明显区隔，构成了一个独立的辐射族群”。

观测结果还发现，与正常脉冲相比，矮脉冲辐射区域的磁层结构基本没有改变，但矮脉冲更容易在高频波段流量变得很强。“年迈的B2111+46其实已经位于脉冲星的‘死亡谷’。”韩金林认为，“脉冲消零”很可能是由于年老脉冲星感应电势和粒子加速能量不足而引起的辐射不稳定，“就好像飘摇于风中，随时可能熄灭的残烛余焰”。

利用FAST，该团队还在其他几颗脉冲星的“脉冲消零”状态中检测到了少量矮脉冲。韩金林说，精细测量单粒子滴辐射的反转辐射谱在过去的天文观测中相当罕见，“这种极弱极窄的辐射状态，只有用类似FAST的极灵敏望远镜才能探测到。”

此次矮脉冲族群的发现为研究脉冲星辐射难题研究打开了一个新窗口，对揭示脉冲星磁层物理及其极端等离子体环境具有重要科学意义。

（原载于《文汇报》 2023-08-19 第6版）