为了验证猜想，团队调整了观测策略：增加对J0737-3039的观测频率（从每周一次改为每天一次），并使用更高带宽的接收机提高计时精度。几周后，他们终于捕捉到了第二颗脉冲星的信号——一颗周期为2.8秒的脉冲星，其脉冲到达时间与J0737-3039的轨道周期严格同步。
进一步的分析证实了这是一个双脉冲星系统：
主脉冲星（命名为A星）：自转周期1.337秒，脉冲宽度约10毫秒，色散量（DM，反映星际介质电子密度）为16.8 pc/cm3；
伴脉冲星（命名为B星）：自转周期2.8秒，脉冲宽度约20毫秒，DM与A星一致（说明两者在同一星际介质环境中）；
轨道周期：仅2.4小时（8640秒），是已知双中子星系统中最短的；
轨道偏心率：0.088（接近圆形轨道）；
轨道倾角：约90度（几乎正面朝向地球）。
这一发现立即引发了轰动。2003年11月，《自然》杂志以封面文章发表了莱恩和克莱顿的研究，标题直截了当：《A Double Pulsar System: A Rare Laboratory for Relativistic Gravity》（《双脉冲星系统：相对论引力的稀有实验室》）。
二、系统解剖：两颗中子星的“亲密舞蹈”
PSR J0737-3039的核心魅力，在于它提供了两个可独立观测的“宇宙时钟”。通过分析两颗脉冲星的计时数据，天文学家能精确测量系统的每一个参数，甚至“触摸”到广义相对论的强场效应。
1. 基本参数：紧凑到极致的“死亡双星”
双脉冲星的基本属性，比任何理论模型都更接近“极端”：
质量：A星质量约1.337倍太阳质量（M☉），B星约1.250 M☉——两者都接近中子星的质量上限（约2 M☉，由奥本海默-沃尔科夫极限决定）；
轨道半长轴：仅约1.9×10?公里（约为地球到太阳距离的1.3%）；
轨道速度：两颗中子星绕质心旋转的速度高达约300公里/秒——相当于每秒钟绕地球赤道跑75圈；
自旋-轨道耦合：A星的自转轴与轨道平面法线的夹角仅约4度，B星约14度——这种“近极化”自旋，让测地线进动（见下文）的效应更显着。
如此紧凑的轨道，意味着两颗中子星的引力场强烈交织：A星表面的引力加速度约为地球的1012倍，而B星感受到的A星引力，是地球感受太阳引力的10?倍——这正是检验广义相对论“强场预言”的理想环境。
2. 掩食现象：中子星的“大小尺子”
由于轨道倾角接近90度，两颗中子星会周期性地“掩食”对方的脉冲信号：当B星运行到A星与地球之间时，A星的脉冲会被B星遮挡（“主掩食”）；当A星运行到B星与地球之间时，B星的脉冲会被A星遮挡（“次掩食”）。
掩食的持续时间，直接反映了中子星的大小和形状。通过分析PSR J0737-3039的掩食数据，天文学家发现：
主掩食持续约30秒，占总轨道周期的0.2%；
次掩食持续约10秒，占轨道周期的0.07%；
掩食的“边缘”非常锐利——说明中子星的形状接近完美的球体（偏差小于1公里）。
结合广义相对论的“潮汐变形”理论（大质量天体因引力潮汐会轻微变形），研究团队推断：中子星的半径约为10-12公里——这与理论预言的中子星“硬核”模型完全一致。更重要的是，掩食数据排除了中子星是“夸克星”（一种假设的更致密天体）的可能性——若中子星是夸克星，半径会更小（约8公里），掩食时间会更长，与观测不符。
3. 脉冲轮廓的变化：“引力透镜”下的时空扭曲
除了掩食，两颗脉冲星的脉冲轮廓（脉冲强度随时间的分布）也在不断变化。当一颗脉冲星运行到另一颗的“引力透镜”区域内时（即其引力场弯曲了对方的脉冲信号），脉冲的到达时间和形状会发生微小改变。
例如，A星的脉冲穿过B星的引力场时，会发生夏皮罗延迟（Shapiro Delay）——信号在强引力场中传播的时间被延长。根据广义相对论，夏皮罗延迟的公式为：
\Delta t_{\text{Shapiro}} = \frac{2GM}{c^3} \ln\left(1 + \frac{x}{\sqrt{x^2 - b^2}}\right)
其中，G 是引力常数，M 是透镜天体的质量，c 是光速，x 是信号路径与透镜天体中心的距离，b 是 Impact parameter（信号路径与透镜天体中心的最近距离）。
本小章还未完，请点击下一页继续阅读后面精彩内容！