Пульса́р в двойно́й систе́ме — пульсар, имеющий второй компонент, часто представляющий собой нейтронную звезду или белый карлик. По крайней мере, в одном случае (PSR J0737-3039) второй компонент также является пульсаром. Эта система получила название «двойной пульсар» (англ. double pulsar), в отличие от общего случая, когда второй компонент — не обязательно тоже пульсар (англ. binary pulsar). Пульсары в двойных системах принадлежат к тем объектам, которые позволяют физикам проверять выводы общей теории относительности вследствие сильных гравитационных полей в окрестности таких объектов. Хотя объект-компаньон пульсара обычно сложно или невозможно наблюдать напрямую, его наличие можно установить при исследовании зависимости импульсов пульсара от времени (англ. timing of the pulses), что возможно с высокой точностью при использовании радиотелескопов.
Первый пульсар в двойной системе, PSR B1913+16, открыли в 1974 году в обсерватории Аресибо Джозеф Хотон Тейлор и Рассел Алан Халс, получившие в 1993 году Нобелевскую премию по физике. Когда Халс наблюдал открытый пульсар PSR B1913+16, то заметил, что частота пульсации изменяется в соответствии с некоторой закономерностью. Был сделан вывод о том, что пульсар вращается очень близко и с высокой скоростью вокруг другой звезды, период пульсаций меняется согласно эффекту Доплера: при приближении пульсара к наблюдателю импульсы наблюдаются чаще, при удалении пульсара количество регистрируемых за тот же промежуток времени импульсов будет меньше. Импульсы можно представлять себе в виде тиканья часов; изменение частоты тиканья свидетельствует об изменении в скорости пульсара относительно наблюдателя. Халс и Тейлор определили также, что звёзды обладают примерно равными массами, при наблюдении флуктуаций импульсов, что привело к предположению о том, что второй компонент также является нейтронной звездой. Наблюдения импульсов проводятся с точностью 15 мкc.[1]
Исследование двойного пульсара PSR B1913+16 привело к первому точному определению массы нейтронных звёзд, использующему свойства релятивистского замедления времени.[2] Когда два тела близко расположены, гравитационное поле усиливается, время протекает медленнее, промежуток времени между двумя импульсами увеличивается. При движении пульсара в более слабом поле частота импульсов увеличивается.