این کشف تازه اخترشناسان، نقطه عطفی در درک ما از تکامل ستارگان دوتایی است: برای نخستین بار، ستارهای نوترونی با چرخش سریع (پالسار میلیثانیهای) در کنار یک ستاره هلیومی به صورت گرانشی درگیر کشف شده است—یک سامانه دوتایی که تا پیش از این فقط در نظریهها مطرح بود.
سامانههای دوتایی (دو ستارهای) در کیهان بسیار رایجاند—برآورد میشود که حدود ۸۵٪ ستارگان حداقل یک همراه دارند. اما سامانهای که در این پژوهش شناسایی شده، ساختاری بسیار نادر دارد: یک پالسار میلیثانیهای که با یک ستاره هلیومی در مداری بسیار فشرده قرار دارد. آنچه این سامانه را ویژهتر میکند، این است که از طریق فرآیندی به نام "تکامل پوشمشترک (Common Envelope Evolution)" شکل گرفته است—فرآیندی که سالهاست پیشبینی شده، اما مشاهدهی مستقیمی از آن وجود نداشت.
در ماه مه ۲۰۲۰، جینلین هان و همکارانش از رصدخانه ملی اخترشناسی چین با استفاده از تلسکوپ رادیویی عظیم FAST، سیگنالهای رادیویی ضعیفی از نقطهای دور در کهکشان راهشیری دریافت کردند. پس از پیگیری چهار و نیم ساله، مشخص شد که این سیگنالها مربوط به یک پالسار است که در مداری ۳.۶ ساعته با یک ستاره همراه میچرخد.
اما در حدود یکششم این مدار، تابشهای پالسار مسدود میشد—نشانهای از وجود یک همراه بزرگ که باعث خورشیدگرفتگی پالسار میشود. دادهها نشان دادند که این همراه نه یک ستاره معمولی است و نه یک کوتوله سفید؛ بلکه جرم آن مشابه خورشید و در عین حال در سایر طول موجها نامرئی است. نتیجه: ستارهای که کاملاً از هیدروژن خالی شده و به یک ستاره هلیومی تبدیل شده است.
در اکثر موارد، پالسار ماده را از ستاره همراه جذب کرده و با چرخش سریعتر به یک پالسار میلیثانیهای تبدیل میشود. اما در فرآیند تکامل پوشمشترک، ستاره همراه آنقدر بزرگ میشود که پالسار را درون لایههای بیرونی خود میبلعد. این شرایط باعث اصطکاک، کاهش فاصله و خروج لایههای خارجی میشود. در پایان، فقط هسته برهنه ستاره همراه باقی میماند—در این مورد، یک ستاره هلیومی.
این نخستین نمونه رصدشده از چنین سیستمی است. این کشف نه تنها تأیید مستقیمی بر یک نظریه مهم کیهانشناسی است، بلکه به گفته اخترشناسانی مانند دانکن لوریمر و ویکتوریا کاسپی، راه را برای شناخت بهتر مراحل نهایی تکامل ستارگان باز میکند.
همچنین، نشان میدهد که از میان هزاران پالسار میلیثانیهای که تاکنون شناسایی شدهاند، تنها تعداد بسیار اندکی (حدود ۱ در ۱۰۰۰) ممکن است از این مسیر تکاملی نادر عبور کرده باشند. یافتن یکی از آنها دستاوردی علمی است که احتمالاً به کشف موارد بیشتر در آینده منجر خواهد شد.