脈衝星作為宇宙中神秘的天體之一，其形成於恆星爆炸後的緻密天體，自轉速率達到了每秒數百轉，並向周圍宇宙空間釋放輻射束。但目前為止，科學家們只通過脈衝星發射的射電波探測到它們的存在，但現在來自馬克斯•普朗克研究所引力物理學的專家獲得了該所射電天文學科學家的支持，由脈衝伽馬輻射通道發現了一顆毫秒級的脈衝星。早在1994年，天文學家在對半人馬座相關課題進行研究時發現強伽馬射線源，當時懷疑這些高能輻射源於脈衝星。



美國宇航局費米伽馬射線巡天圖像揭示該「黑寡婦」脈衝星的位置

直到現在，普朗克研究所的引力物理學家揭開了這個謎團，確定高能輻射源來自毫秒級的伽馬射線脈衝星，並將其編號為PSR J1311-3430。普朗克引力物理研究所也被稱為阿爾伯特-愛因斯坦研究所，發現這顆奇特脈衝星的科學家就來自於此，採用的一種新的數據分析方法，因為快速旋轉的脈衝星是極難被發現的。要確定伽馬射線脈衝星的位置，天文學家需要非常高的觀測精度，瞭解該天體的基本屬性，包括方位、自轉頻率以及考慮時間效應下的延推量。如果脈衝星處於雙星系統中，那麼問題的分析就更加複雜了，至少需要確定三個額外的軌道參數。

科學家已經探測到PSR J1311-3430脈衝星的伴星，來自脈衝星的強大射電波將伴星加熱，通過高靈敏的光學望遠鏡就可以發現它們的痕跡。因此，我們可以計算出脈衝星的部分軌道參數以及位置信息等。根據該研究論文的第一作者霍爾格•普勒特斯（Holger Pletsch）介紹：「我們所開發的新觀測方法來自美國宇航局費米伽馬射線探測器，發現了在雙星系統中的伽馬射線毫秒級脈衝星，只有這種方法可使我們擴大探索範圍。」新的分析方法使得科學家首次探測到此類旋轉頻率很高的脈衝星。

圖中顯示了美國宇航局費米伽馬射線探測器在過去四年內繪製的伽馬射線巡天圖像，從銀河系坐標200×100的天區中探測到較強的伽馬輻射，該天區目視大小接近月亮直徑。銀河系盤面的伽馬射線輻射可以看做是一種水平帶狀輻射區，新發現的J1311-3430毫秒級脈衝星可清楚地顯示出強伽馬射線源。由此，科學家們在阿爾伯特-愛因斯坦研究所阿特拉斯計算機群上分析了費米伽馬射線探測器的數據，四年的巡天結果介入運行分析後確認了一個明顯的信號源，研究人員認為看到這個結果是非常令人興奮的。

PSR J1311-3430脈衝星的旋轉速率達到了每秒390轉，該過程中也發射伽馬射線光子束進入太空，類似於一座「宇宙燈塔」，該脈衝星所發射的單個光子最終被費米探測器捕捉到。伽馬射線信號也揭示了另一顆伴星的存在，來自阿爾伯特-愛因斯坦研究所的主任布魯斯•艾倫（Bruce Allen）介紹：「雙星系統的軌道運動可以計算光子抵達的時間，並攜帶著該系統中另一顆伴星的信息。研究結果顯示，這顆伴星質量至少是木星質量的八倍，但半徑卻只有百分之六十，是一個小而緻密的天體。

從該信息中，研究人員計算出伴星的密度，發現密度異常地高，大約是太陽密度的三十倍左右。根據推測，伴星來自一顆恆星的緻密殘骸，在很早以前就開始環繞著這顆毫秒級的脈衝星，隨著時間的推移，脈衝星從伴星那兒剝離了物質並使自身的質量增加，從而加速其旋轉，與此同時伴星和脈衝星的軌道會越來越靠近。

從目前的觀測上看，剩餘的恆星緻密核心主要氦元素組成，被來自脈衝星的輻射所加熱，並逐漸「蒸發」殆盡。天文學家將此類脈衝星稱為「黑寡婦」脈衝星，如同黑寡婦蜘蛛那樣在與雄性蜘蛛交尾後吃掉對方。在遙遠的將來，PSR J1311-4330脈衝星可能完全將其伴星蒸發，最終獨自存在。此外，該「黑寡婦」脈衝星系統也是迄今為止發現的相互距離最近的雙星系統之一，僅有1.4倍地月距離。脈衝星的軌道速度達到每小時13,000公里，而伴星的質量更輕也更快，速度為每小時280萬公里。