中国天眼FAST发现最轻双中子星系统，多项观测精准验证广义相对论

近期，国家天文台韩金林研究员领导的FAST银道面脉冲星巡天团队取得重大突破，成功捕捉到紧密轨道上的双中子星系统PSR J1856-0039.该系统以极短轨道周期和已知最轻总质量备受瞩目，为广义相对论验证提供强有力证据，也为探索极端天体物理、引力本质及宇宙元素起源开辟新路径。成果2026年9月15日发表于《物理评论快报》，并被编辑特别推荐。

中子星是大质量恒星死亡坍缩后形成的极致密天体残骸，运转精准稳定，被誉为“宇宙精密时钟”。双中子星系统由两颗中子星相互绕转构成，极为罕见，目前人类仅发现30例。这类系统历经两次超新星爆发形成，未来将通过引力波辐射并合演化，是宇宙金、铂等重元素重要诞生源头，也是研究极端高密度物态、检验广义相对论、解析超新星爆发机制的天然实验室。短周期双中子星相对论效应更强、并合时间更短，科研价值尤为突出。

作为全球灵敏度最高的单口径射电望远镜，FAST搭配高性能L波段19波束制冷接收机，具备极强脉冲星探测能力。团队依托自主研发的快照观测模式，开展大规模银道面脉冲星系统性搜寻，迄今已发现约900颗新脉冲星。通过持续精准观测，团队甄别出多例特殊天体系统，PSR J1856-0039是突破性发现。

观测数据显示，该双中子星系统轨道周期仅2.36小时，在已知双中子星系统中位列第二短，意味着两颗中子星间距极小、轨道致密程度极高，是目前已知相对论效应最显著的双中子星系统之一。同时，该系统刷新人类已知双中子星质量下限，总质量仅2.488倍太阳质量，为迄今发现总质量最轻的双中子星组合。其中可见脉冲星约1.30倍太阳质量，伴星中子星约1.19倍太阳质量，跻身全球已知最轻中子星行列，逼近理论质量下限，为精准解析超新星爆发物理机制提供强有力限制。

得益于极致致密轨道，该系统拥有极端强引力环境，团队成功观测到多项清晰相对论效应：椭圆轨道近星点进动、强引力场光子频率红移、高速运动时间膨胀效应，以及系统因持续辐射引力波损耗能量、轨道周期缓慢衰减等核心特征。数据测算显示，本次测得轨道周期衰减数值与广义相对论预测值之比为1.009±0.014.证实了广义相对论的正确性。

团队模型预测，约8200万年后该系统将经历并合，最终极可能演变成一颗质量更大的中子星。这种演化轨迹对解决中子星内部物质状态方程难题、揭示宇宙金铂等重元素起源具有重要意义。该系统还具备后续科学突破潜力，其极小轨道倾角和极短轨道周期，为精确探测脉冲星自转产生的参考系拖拽效应提供得天独厚条件。参考系拖拽效应与中子星转动惯量密切相关，通过FAST持续高精度观测，有望建立对中子星转动惯量的精确测量，与已精确测定的质量数据结合，为揭示中子星内部物质结构、探索时空引力基本特性等前沿问题提供关键约束。