毫秒脉冲星是令人惊叹的天文工具。它们是快速旋转的中子星,从磁极扫射无线电能量束,当它们恰好对齐时,我们看到它们就像快速闪烁的无线电信标。它们的闪烁规律如此之大,以至于我们可以将它们视为宇宙钟。它们运动的任何变化都可以极其精确地测量。天文学家使用毫秒脉冲星来测量引力波引起的轨道衰变,并观察宇宙的背景引力隆隆声。它们甚至被提议作为天体导航的一种方法。他们也许很快就能测试重力最基本的性质。

天文学家希望事件视界望远镜在银河系超大质量黑洞附近看到脉冲星

由于脉冲星是大质量恒星的残余物,我们的银河系很可能充满了它们。尽管迄今为止我们只观测到约2000颗脉冲星,但据估计银河系中可能存在近10亿颗脉冲星。现在它们太微弱了,我们看不到,要么是因为它们被尘埃笼罩,要么是在银河系的另一边。但这意味着银河系中心区域应该有几颗脉冲星,其中一些可以绕我们的超大质量黑洞人马座A*运行。如果我们能够观察到紧密围绕人马座A*运行的毫秒脉冲星,我们就能以目前不可能的方式检验爱因斯坦的广义相对论。

我们银河系的中心被气体和尘埃笼罩着,但借助射电天文学,我们可以透过面纱看到这个区域。我们很早以前就能够看到几颗围绕人马座A*运行的恒星。通过几十年来观察它们的运动,我们已经能够证实,即使在黑洞附近的强引力场中,广义相对论也成立。但我们的测量不够精确,无法区分广义相对论和竞争对手的引力理论的预测。尽管诸如二次拉格朗日(AQUAL)和张量-矢量-标量重力(TeVeS)等修正引力模型并不流行,但它们确实与我们在超大质量黑洞附近进行的恒星观测一致。

毫秒脉冲星将使天文学家能够精确测量SagA*附近的轨道动力学,让我们详细了解强引力场如何与质量相互作用。它可以提供足够精确的实验测试来区分广义相对论和其他模型。因此,一大批天文学家开始在事件视界望远镜(EHT)的数据中寻找附近的毫秒脉冲星。

尽管EHT合作组织直到2022年才发布了人马座A*的第一张图像,但自2017年以来,它一直在收集有关超大质量黑洞的数据。观测结果不仅包含图像数据,还包含对周围区域和无线电光的偏振等事物。如果该地区存在毫秒脉冲星,那么它们的证据可能就埋藏在EHT观测中。然而,由于周围的灰尘和我们观测的灵敏度限制,信号会非常微弱。

这项研究现已发布在arXiv预印本服务器上,该团队使用了三种基于傅里叶分析的检测方法,傅里叶分析是一种可以检测数据中模式的数学技术。由于脉冲星发射规则脉冲,因此它们往往会在随机噪声中脱颖而出。不幸的是,研究小组没有找到任何新的、以前未知的脉冲星的证据。这并不奇怪,因为即使该团队估计EHT数据最多只能检测到2%的脉冲星。而这只是对第一轮数据的研究。还有大量EHT数据需要检查,并且EHT将继续收集该地区的数据。

即使EHT没有探测到任何脉冲星,也不意味着它们不存在。几乎可以肯定,毫秒脉冲星正在围绕银河系的超大质量黑洞运行,就像我们目前看到的恒星一样。我们找到他们只是时间问题。