2.36 小时绕一圈：FAST 抓到已知最紧、最轻的双中子星

中国天眼 FAST 又找到一个"极端"。中国科学院国家天文台韩金林研究员团队利用这台 500 米口径球面射电望远镜，发现了一个双中子星系统 PSR J1856-0039：轨道周期只有 2.36 小时（2 小时 21 分），是目前已知最短的；总质量 2.488 倍太阳质量，是目前已知最轻的。两项纪录都是同一对。

中子星到底是什么

大质量恒星走到生命尽头、核心塌缩并发生超新星爆发后，留下的超高密度残骸就是中子星。它的密度极端到一小勺物质就有几十亿吨——相当于把整座珠穆朗玛峰压进一块方糖。当两颗中子星互相绕转，就组成双中子星系统，是宇宙中最剧烈的引力环境之一。

图1：PSR J1856-0039 在周期—质量平面上的位置

FAST 是怎么"听"到的

中子星高速自转并从磁极射出射电束，扫过地球时就被望远镜接收到一串极规律的脉冲，像宇宙里的灯塔。FAST 的灵敏度让它可以捕捉到很微弱的脉冲，更关键的是能分辨脉冲到达时间的微小偏差。两颗星互相绕转会让脉冲到达时间周期性提前或延迟——把这种偏差拟合出来，就能反推出轨道周期、两星质量、轨道倾角等参数。

这次的成果同时刷新两个纪录。轨道周期 2.36 小时意味着两颗星挨得极近，间距约为地球到太阳距离的百分之一；总质量 2.488 倍太阳质量又创了双中子星系统的质量下限。两个极端参数放在一起，对现有的双星演化模型是很硬的约束。

图2：从脉冲到达时间残差反推轨道参数

为什么重要

双中子星系统是研究极端条件下物质状态的天然实验室——中子星内部的核物质密度远超任何地面实验能达到的范围。它们也是引力波的主要来源之一：2017 年 LIGO 探测到的 GW170817 就来自一次双中子星并合，同时被全球多台望远镜在电磁波各波段观测到，开启了多信使天文学。

周期越短的系统，并合时间越短，也是未来引力波探测器最可能抓到的目标。FAST 这类高灵敏度巡天相当于提前把目录编好。今年这一发现对恒星演化路径、引力波物理和极端物质状态三件事都有直接价值。

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来源：Physical Review Letters（2026-09-15），中国科学院国家天文台