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揭示长轨道周期极致密X射线双星的形成

来源:科技日报 2021-09-23 08:55:59
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记者22日从中国科学院云南天文台获悉,该台王博研究员等人提出了形成极致密X射线双星的中子星+氦星模型,解释了长轨道周期极致密X射线双星的形成,并为观测区分这类天体的起源通道提供了新方法。相关成果发表在最新一期《英国皇家天文学会月刊》上。

极致密X射线双星是一类低质量X射线双星,两颗子星的轨道距离非常近,其轨道周期小于1小时。在此系统中,通常为一颗中子星的致密天体,通过洛希瓣从其贫氢伴星吸积物质,在物质的吸积过程中释放引力能产生X射线辐射。

“极致密X射线双星是研究双星演化中一些极端物理过程的重要天体,并且对多信使天文学研究具有重要意义。”王博研究员说,这类天体既可以产生X射线等电磁辐射,同时也是银河系中重要的低频引力波源。作为双星演化晚期的重要阶段,极致密X射线双星可以产生毫秒脉冲双星,并且可以提供双星演化过程中的一些重要信息。此外,极致密X射线双星中的致密天体可以作为研究大质量恒星演化的探针,也是检验极端强引力条件下广义相对论的理想实验室。

王博等人提出该模型中,由于双星轨道距离近,引力波辐射强,由引力波辐射提取双星轨道角动量使双星距离拉近,从而使氦星充满洛希瓣,进行物质交流。该模型解释了长轨道周期极致密X射线双星如何形成的难题,并为观测上区分这类天体的起源通道提供了一种方法,即在质量转移率与轨道周期平面上来区别不同的形成通道。

由中子星+氦星模型产生的极致密X射线双星将演化为毫秒脉冲双星,若存在掩食现象则为伴星质量较小的一类黑寡妇星,最终将形成孤立毫秒脉冲星。近年来,随着FAST等大型射电望远镜投入和使用,发现了越来越多伴星质量较小的黑寡妇星,这些毫秒脉冲双星的发现是对中子星+氦星模型的支持。审稿人对研究成果给予了高度评价,认为这是此领域的首次研究,将提高人们对这些重要系统的理解,并作出非常宝贵的贡献。(记者 赵汉斌 通讯员 陈艳)

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