近日，物理与天文学院张鹏飞教授团队在天文学国际知名期刊《The Astrophysical Journal Letters》发表题为“Discovery of Gamma-Ray Pulsations from the Millisecond Pulsar PSR J0435+3233”的研究论文，报道了毫秒脉冲星（MSP）PSR J0435+3233伽马射线脉冲辐射的探测结果。

PSR J0435+3233是“中国天眼”FAST发现的一颗MSP，其自转周期约3.2ms，处于一个轨道周期约8天系统中。引人关注的是，FAST观测到其极高的周期变化率约4.88×10⁻¹⁷s/s，比其它已知MSP高至少两个数量级，导致该源具有极高的自转能损失率。这些特点将表明，此MSP的形成和演化途径将难以用经典的理论解释。

张鹏飞教授团队利用费米伽马射线空间望远镜（Fermi-LAT）的观测数据，开展了对PSR J0435+3233的分析。他们确认了费米源表收录的伽马射线源4FGL J0435.5+3232是PSR J0435+3233的伽马射线对应体。并利用FAST提供的射电星历，在星历有效时段内，探测到该脉冲星的伽马射线脉冲信号（见图A），该信号显著性约6.8σ（见图C）。分析表明，伽马射线脉冲主要集中在相位0.44-0.69的区间内；其它相位未发现显著的伽马射线辐射。这些结果支持该源的伽马射线辐射主要来自脉冲星磁层。如果其周期变化率源于脉冲星的内禀性质，他们依据其伽马射线光度、推知其伽马射线效率约为十万分之一，显著低于MSP百分之几的典型水平。该研究确立了PSR J0435+3233的伽马射线MSP身份，为研究其磁层高能辐射及脉冲星的性质提供了观测依据。

图.PSR J0435+3233的伽马脉冲分析结果。A：伽马射线光子的脉冲轮廓，Pon对应该脉冲星On-pulse部分，其它相位为Off-pulse部分。B：加权伽马射线光子的相位时间分布图，光子的颜色表示其来自该脉冲星的概率。C：累积H-test随时间演化的结果。D：FAST报道该脉冲星的射电脉冲轮廓。

国内外两个科研团队结合射电、光学及伽马射线观测数据，分别指出PSR J0435+3233可能处于一个层级三体系统中，由第三颗天体引起的视线方向加速度、可能对观测到的周期变化率产生重要贡献。无论其异常周期变化率最终如何解释，该源都将为研究MSP的高能辐射、形成、吸积再循环过程及三体系统动力学提供了十分宝贵的案例。

论文第一作者为博士研究生张梦晴、第二作者为硕士研究生裴胜宾、通讯作者为张鹏飞教授。该研究得到国家基金委重点项目(编号12233006)、云南省粒子天体物理重点实验室和兴滇英才支持计划等项目的支持。

论文链接：

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aeb374。

来源：物理与天文学院

编辑：张懿淼 责任编辑：李哲