中国天眼FAST发现最轻双中子星系统，精准验证广义相对论

近日，国家天文台韩金林研究员领衔的FAST银道面脉冲星巡天团队，依托中国天眼FAST超高灵敏度，捕获紧致轨道双中子星系统PSR J1856-0039.该系统轨道周期极短、总质量最轻，多项观测精准验证广义相对论，成果2026年9月15日发表于《物理评论快报》，并获重点推介。

中子星是大质量恒星坍缩形成的极致密残骸，被誉为“宇宙精密时钟”。双中子星系统由两颗中子星绕转构成，目前人类仅发现30例，是研究极端物态、检验广义相对论、解析超新星机制的天然实验室，也是金、铂等重元素的重要源头。短周期双中子星相对论效应更强、并合更快，科研价值尤为突出。

FAST搭配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，开展大规模银道面搜寻，已发现约900颗新脉冲星。PSR J1856-0039是其中突破性发现。

观测显示，该系统轨道周期仅2.36小时，位列已知双中子星第二短，意味着两星间距极小、轨道致密程度极高，是目前相对论效应最显著的系统之一。其总质量仅2.488倍太阳质量，刷新已知双中子星质量下限;可见脉冲星约1.30倍太阳质量，伴星约1.19倍太阳质量，跻身全球最轻中子星行列，逼近理论下限，为解析超新星爆发机制提供强限制。

得益于极端强引力环境，团队观测到椭圆轨道近星点进动、引力红移、时间膨胀及引力波辐射导致的轨道周期衰减等效应。测得轨道周期衰减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。

模型推演显示，该系统约8200万年后并合，大概率形成更大质量中子星，对破解中子星内部物态方程、探究重元素起源有重要作用。其极小轨道倾角和极短周期，还为探测参考系拖拽效应创造条件，有望精确测量中子星转动惯量，揭示内部物质状态与时空引力特性。该研究获科技部重点研发项目和中科院建制化项目支持。