雷神之锤是漫威电影中的著名武器，这样⼀个重量级神锤只有雷神才能挥舞，密度⾮常之⼤，⼤到只能是中⼦星级别的垂死之星才能造就。虽然是科幻电影中的故事情节，不过中⼦星的设定却很科学。
何为中⼦星？它们在宇宙中是否常⻅，⼜以怎样的⽅式存在着？如何发现中⼦星，对于中⼦星我们了解多少？天⽂学家在揭示这些科学谜团的道路上不断前⾏⼀路收获。
北京时间2022年9⽉23⽇凌晨，国际科学期刊《⾃然﹒天⽂》发布了厦⻔⼤学顾为⺠教授带领的研究团队和中国科学院国家天⽂台刘继峰研究员带领的研究团队等⼈开展的LAMOST⿊洞猎⼿计划的⼀项重要发现。
研究团队基于中国科学院国家天⽂台运⾏的国家重⼤科技基础设施郭守敬望远镜（LAMOST）的时域巡天数据，在距离我们约1000光年的银河系中发现了⼀颗特殊的宁静状态中⼦星。这颗中⼦星处于双星系统中，其伴星是⼀颗⼤约是0.6倍太阳质量的红矮星，如同⼀颗闪耀的“红宝⽯”默契地围绕在安静的中⼦星身边，在⼀千光年之外的星际空间周⽽复始地上演着美丽的双星之舞。
恒星作为宇宙舞台上的主⻆，和⼈类⼀样，也要经历诞⽣、成⻓、衰⽼和死亡的⽣命历程。然⽽恒星出⽣时的质量⼤⼩及⾃身携带的化学元素含量基本上决定了它⼀⽣的命运。
如果⼀颗前身恒星的质量约为0.5倍～8倍太阳质量，也就是⼩质量和中等质量的恒星最终都会演化成⽩矮星，我们的太阳最终宿命也将会是⼀颗⽩矮星；如果前身恒星质量⼤约在8～25倍太阳质量，最后阶段发⽣剧烈的超新星爆炸后将演化成⼀颗中⼦星；如果恒星最初的质量更⼤，⼤于约25倍左右太阳质量，最终可能会坍缩成为⼀颗⿊洞。
上世纪30年代，中⼦星最早作为理论猜想被提出：如果⼀颗恒星演化到最后剩下的质量较多，多到最终的归宿不是⽩矮星，⽽是在巨⼤引⼒的作⽤下继续塌缩。在极⾼的压⼒和温度下，带正电的质⼦碰到带负电的电⼦结合成电中性的中⼦。就这样，整个庞⼤的星体就变成了密度极⼤且只有中⼦的独⽴世界——中⼦星。
但之后的30多年，天⽂学家⼀直未曾观测到中⼦星的存在，理论也没有被证实，更何况中⼦星的密度⼤得出奇，超出想象，在当时⼈们很难相信中⼦星的存在。
1967年，英国科学家安东尼·休伊什教授和他的研究⽣乔斯林·⻉尔发现了第⼀颗脉冲星。⼏位天⽂学家经过⼀年的努⼒，最终证实这就是⼀颗正在快速⾃转的中⼦星。这颗中⼦星的发现获得了1974年的诺⻉尔物理学奖。
从上世纪60年代以来，天⽂学家利⽤各种不同的⽅法来搜寻发现中⼦星。其中包括：⾼速旋转的中⼦星产⽣脉冲信号，天⽂学家靠射电波段的观测来捕获中⼦星；双星系统中致密天体吸积伴星的⽓体物质形成吸积盘，发出明亮的X射线，天⽂学家靠“看”来找到中⼦星；双中⼦星或⿊洞中⼦星双星并合会发出引⼒波，天⽂学家靠“听”来找到它们。
在浩瀚的宇宙中搜寻这些宁静态的中⼦星或者⿊洞绝对是“⼤海捞针”，⽽在漫天星海中“⼤海捞针”正是我国⾸个天⽂类国家重点基础设施郭守敬望远镜（LAMOST）的看家本领。四千光纤横扫苍穹，千万光谱探秘宇宙。LAMOST以其⼀眼千星的优势观星⼗⼀载，引领了国际⼤规模光谱巡天项⽬的发展，成为世界上⾸个发布光谱数据超千万量级的巡天利器。
LAMOST的巡天优势为天⽂学家从致密天体的伴星光谱出发，通过监测伴星的运动和光度变化来找到含有宁静态中⼦星或者⿊洞的双星系统提供了新的视⻆。
2019年，国家天⽂台刘继峰与张昊彤等⼈曾利⽤LAMOST巡天优势发现⼀颗宁静的恒星级⿊洞（点这⾥看这个⿊洞），并开启了LAMOST⿊洞猎⼿计划——利⽤LAMOST⼤规模巡天优势和速度监测⽅法，发现⼀批深藏不露的⿊洞和中⼦星。厦⻔⼤学顾为⺠教授和伊团博⼠也是LAMOST⿊洞猎⼿计划中的主要成员，他们从2018年以来⼀直利⽤LAMOST时域巡天数据在开展⿊洞和中⼦星等致密天体的搜寻⼯作。
顾为⺠教授带领的团队从LAMOST低分辨光谱巡天中层层筛选出3000多个由于多普勒效应光谱谱线呈现显著周期移动的恒星，试图从这些可能是双星系统的样本中寻找恒星级⿊洞候选体。在反复细致的分析筛选过程中，伊团博⼠发现有⼀个天体的三条光谱上的吸收线（恒星光谱上由于恒星⼤⽓吸收产⽣的暗条纹）有明显的移动。
这三条光谱是LAMOST在观测了⼤约⼀个多⼩时拍下的，但三条光谱的多普勒移动⾮常快，速度变化了270千⽶/秒，他们预测这应该是⼀个双星系统。
接着，利⽤美国帕洛⻢天⽂台的5⽶海尔望远镜对该系统进⾏了3个⼩时左右的后续观测，结果让他们异常兴奋，确信这个恒星的周期性运动和预测的⼀致，它应该在围绕另外⼀个未被望远镜探测到的不可⻅天体在运动。那它到底在绕“谁”运动呢？
为了进⼀步确认这个“神秘”天体的身份，顾为⺠教授领导的团队继续利⽤新获得的帕洛⻢望远镜数据，结合LAMOST已有的数据，以及美国的凌⽇系外⾏星巡天望远镜（TESS）分析发现：这个双星系统中，伴星是⼀颗⼤约0.6倍太阳质量的红矮星，没有被探测到的天体⽐其伴星质量还⼤，是⼀个⼤约1.2倍太阳质量的中⼦星候选体。
借助欧空局的天体测量望远镜（Gaia）数据进⾏测距发现这个双星系统距离地球⾮常近，位于⼤约1037光年之外的银河系内，被命名为LAMOST J112306.9+400736。LAMOST在茫茫星河中撒下巡天⼤⽹，万千光谱中捕获这颗与众不同的特殊天体，加上美国帕洛⻢天⽂台海尔望远镜的共同追踪观测，才有了与这颗宁静态中⼦星的银河系邂逅。
茫茫天宇，耿耿星河，总会有两颗星相遇，因为相互吸引⽽围绕彼此旋转，演绎⼀段轰轰烈烈的双星爱情故事，这个中⼦星双星也不例外。天⽂学家发现这颗“身穿红⾊舞⾐”的红矮星作为伴星每过6.6个⼩时就会和她的“王⼦”——中⼦星“共舞”⼀周，循环往复，从不间断。天⽂学家通过多波段的观测数据获知，该双星系统中的红矮星⾊球层活动⽐较活跃，并向外喷射出⽕焰状的⽇冕，如同镶嵌了耀眼的⾦边。
有趣的是，该双星系统的中⼦星并没有在吸积红矮星上的物质，周围也没有吸积盘的存在，因此⽆法探测到明亮的X射线。研究团队利⽤我国五百⽶⼝径球⾯射电望远镜（中国天眼FAST）对其进⾏了⼀个⼩时的射电观测，同样也没有观测到这颗中⼦星的脉冲信号，说明该中⼦星的脉冲信号不存在或者微弱到⽆法被探测，还可能是脉冲信号并未对着地球。换⽽⾔之，这是⼀个包含宁静态中⼦星的双星系统。
我国光谱巡天望远镜（LAMOST）携⼿美国5⽶海尔望远镜（P200）、美国凌⽇系外⾏星巡天空间望远镜（TESS）和欧空局的天体测量望远镜（Gaia）以及我国500⽶球⾯射电望远镜（FAST），为发现和解析这颗⾮同⼀般的宁静态中⼦星发挥了⾮常关键的作⽤。
LAMOST领先世界的光谱获取率和⼤规模巡天的绝对优势使得天⽂学家可以利⽤视向速度监测⽅法来发现宁静的⿊洞、中⼦星等致密天体，打破了依赖于寻找X射线等信号来搜寻致密天体的观测限制。该⽅法为发现难以探测的宁静态中⼦星和⿊洞起到了实质性推动作⽤，有望实现LAMOST⿊洞猎⼿计划中批量发现⿊洞和中⼦星的科学⽬标，从⽽为进⼀步研究恒星形成演化和中⼦星、⿊洞等致密天体的性质和形成理论奠定了基础。
今天，科学技术与巡天利器为⼈类插上了翅膀，我们可以⻜向⼴袤⽽深邃的星空，觅其所未⻅，探其所未知，吾辈之所幸也。