2026年4月8日，中国科学院新疆天文台王娜研究员团队在国际知名期刊《自然·天文》发表重要科研成果。该团队利用中国天眼FAST对毫秒脉冲星PSR J0435+3233开展深度观测，发现并确定其异常大的周期变化率，比银河系已知毫秒脉冲星高两个量级，这一特性让该脉冲星在周期-周期变化率图（P-Ṗ图）中远位于“加速线”上方，与所有已知毫秒脉冲星形成鲜明区分。根据相关理论，PSR J0435+3233与所有已知毫秒脉冲星相比还呈现出一系列反常物理特性：特征年龄显著更年轻、表面磁场显著增强、自转能损率极高。另外，PSR J0435+3233存在显著的计时噪声和异常的轨道变化率，意味着该系统可能存在第三个天体。
据悉，脉冲星在P-Ṗ图中的位置，尤其是相对于“加速线”的分布，是研究其演化历程的重要依据。传统理论认为，毫秒脉冲星是通过在双星系统中吸积伴星物质获得角动量、从而加速自转周期至毫秒量级的，此过程被称为“再生”。脉冲星吸积演化理论在P-Ṗ图中预测了“爱丁顿加速线”。此时，吸积过程中释放的辐射压力与引力达到平衡，也是中子星所能维持的最大稳定吸积速率即爱丁顿吸积率，超过此极限辐射压将主导并驱散周围物质，抑制进一步吸积。以往观测到的毫秒脉冲星双星系统全部位于“加速线”下方，符合理论预期。在吸积加速的过程中，脉冲星表面磁场将大幅减弱至普通脉冲星的千分之一，自转周期变化率也随之降低，仅为普通脉冲星的十万分之一左右，这意味着毫秒脉冲星自转变得极其稳定，有的甚至超越原子钟，成为宇宙中精准的“时钟”。因此，典型的毫秒脉冲星通常表现出年龄古老、磁场微弱、自转稳定的特征，大量双星系统和毫秒脉冲星的观测结果证实了这些特征。
高精度计时观测发现，脉冲星PSR J0435+3233处于轨道周期约为8天的双星系统中，其伴星是一颗质量大于0.29倍太阳质量的白矮星。它的自转周期为3.2毫秒，却拥有极高的周期变化率，高达4.88×10⁻¹⁷秒/秒，使其远远的位于“加速线”上方。这一周期变化率比已知其他毫秒脉冲星的平均值高出两个数量级，这意味着其自转能损率极高，表面磁场也比同类天体强约一百倍（见图），表明它是一颗异常“年轻”且能量损耗剧烈的特殊毫秒脉冲星。更令人瞩目的是，与已知的近4000颗脉冲星相比，仅有4颗年轻脉冲星的能损率大于PSR J0435+3233，且它们都为单星。这些特征与毫秒脉冲星“年老、磁场微弱、自转稳定”的传统认知形成鲜明对比。
此次发现对经典的毫秒脉冲星吸积加速形成理论提出了直接挑战和严格限制。PSR J0435+3233的存在强有力地提示，毫秒脉冲星的形成可能并非只有单一的吸积加速路径，而是可能存在多种未被充分认识的物理机制。研究团队推测，诸如“强磁场中子星超爱丁顿吸积”或“磁化白矮星吸积诱导塌缩”等特殊过程，或许能够解释这类具有高周期变化率、高磁场和高能损率的年轻毫秒脉冲星的诞生。
论文第一作者为中国科学院新疆天文台研究生吴庆东，通讯作者为中国科学院新疆天文台王娜研究员、袁建平研究员、新疆大学吕国梁教授、清华大学李菂教授。
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41550-026-02836-3。
PSR J0435+3233在P-Ṗ图中的位置
脉冲星是快速自转的中子星，被认为诞生于超新星爆发，其辐射束如同宇宙灯塔，周期性扫过地球而被探测到。它们结构致密自转稳定，至少要几百万年自转才减慢一秒。毫秒脉冲星的自转更精确，处于双星系统中的毫秒脉冲星是研究恒星与双星演化以及极端物理过程的理想探针。