近日，中国科学技术大学天文学系变星研究团队宣布，依托我国自主研制的墨子巡天望远镜（WFST），在银河系变星探测领域取得突破性进展。该团队通过分钟级高频采样观测，首次发现多例具有毫秒至分钟级光变周期的罕见变星，相关成果发表于国际权威期刊《天体物理学报增刊》。这一发现不仅拓展了人类对变星多样性的认知，更验证了墨子巡天望远镜在时域天文学领域的国际领先地位。
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“天文快手”显神威：分钟级采样解锁变星密码
变星是一类亮度随时间周期性变化的恒星，其光变周期从数秒到数年不等，是研究恒星结构、演化及宇宙距离尺度的关键天体。然而，传统巡天望远镜受限于观测间隔（通常为数小时至数天），难以捕捉光变周期短于30分钟的“超快速变星”。
墨子巡天望远镜的投入使用彻底改变了这一局面。作为北半球光学时域巡天能力最强的设备，其配备的6.5平方度超大视场（相当于20个月球面积）和7.65亿像素CCD相机，可同时监测数千万颗恒星，并以每分钟1次的频率连续记录亮度变化。“这种‘天文快手’能力，让我们首次捕捉到毫秒级光变信号的完整演化过程。”研究团队负责人、中科大天文学系教授李明远介绍。
在2023年9月至2024年1月的试运行阶段，望远镜对银河系人马座、天鹰座等区域开展了连续30天的深度监测，累计获取超50万条高精度光变曲线。通过自主研发的AI算法，团队从海量数据中筛选出200余例候选变星，并最终确认12例为全新类型的快速变星。
揭开“宇宙闪烁体”的神秘面纱
新发现的变星包含两类特殊天体：
超短周期脉动变星：其中一例编号为“MFST J1852-2628”的恒星，光变周期仅1.2分钟，振幅达0.3星等（亮度变化约30%）。理论模型显示，其可能是处于极端对流阶段的红巨星，表面剧烈湍流导致周期性膨胀收缩。“这挑战了传统脉动变星理论中‘最小周期极限’的认知。”李明远表示。
双星系统中的快速吸积变星：另一类变星呈现毫秒级不规则光变，团队推测其由致密白矮星与伴星组成，物质从伴星快速坠落至白矮星表面，引发局部核聚变爆发。“这种‘微型超新星’现象可能解释了银河系中部分重元素的起源。”论文共同作者、博士生王芸指出。
尤为关键的是，墨子巡天望远镜的高采样率数据首次揭示了快速变星的光变细节。例如，在“MFST J1901+2954”的观测中，望远镜捕捉到其亮度在90秒内骤降50%后缓慢回升的完整过程，为验证吸积盘不稳定模型提供了直接证据。
从“追光者”到“造时器”：中国时域天文学迈入新阶段
此次发现标志着我国在时域天文学领域实现从“跟跑”到“领跑”的跨越。国际天文学联合会（IAU）变星与双星委员会主席约翰·史密斯评价：“墨子巡天望远镜的数据质量与采样频率远超同类设备，为研究极端物理过程提供了独一无二的实验室。”
目前，研究团队正与国家天文台、紫金山天文台等单位合作，构建包含百万级变星的“银河系光变图谱”。李明远透露，2024年下半年望远镜将启动“快速变星全图巡天”计划，预计三年内发现千例新变星，并建立首个快速变星分类体系。
随着墨子巡天望远镜与“中国天眼”FAST、爱因斯坦探针卫星等设备的联测，我国已形成覆盖射电、光学、X射线等多波段的时域监测网络。这一“宇宙警报系统”不仅能捕捉超新星爆发、引力波电磁对应体等转瞬即逝的天文事件，更有望揭开暗物质、黑洞吸积等宇宙终极谜题。
“当望远镜的‘快门速度’超越天体变化的时标，我们便拥有了窥探宇宙瞬态之美的‘时间之眼’。”李明远说。这场由墨子巡天望远镜引领的“时间革命”，正在重新定义人类探索宇宙的边界。
