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          脈沖輻射作用造就另類黑寡婦星

          2022-07-28 20:11:27 來源: 科技日報 作者: 趙漢斌

          科技日報記者 趙漢斌

          中國科學院云南天文臺近日在毫秒脈沖雙星領域獲得了新進展,解釋了極低伴星質量黑寡婦脈沖星的起源問題。國際科學期刊《皇家天文學會月刊》在線發布了相關成果。

          毫秒脈沖星是一類高速自轉的中子星,其自轉周期小于30毫秒,通常被認為起源于低質量X射線雙星。在X射線雙星演化期間,中子星通過吸積伴星的物質獲取角動量,以此來加速自轉。短軌道周期毫秒脈沖雙星是重要的低頻引力波源。此外,這類天體還可以用來揭示中子星的物態方程,以及在自轉加速過程中中子星表面磁場的衰退等物理過程。

          毫秒脈沖星的脈沖輻射蒸發伴星示意圖 云南天文臺供圖

          在此前的觀測中,人們發現了一些特殊的射電掩食毫秒脈沖雙星,其軌道周期大約在1天以內。“這些脈沖星的伴星物質被其脈沖輻射所剝離,如同蜘蛛會蠶食它們的伴侶。因此,科學家以黑寡婦和紅背蜘蛛來命名它們。”云南天文臺研究員王博介紹,黑寡婦與紅背脈沖星的差別,主要在于其伴星質量的大小,黑寡婦的伴星質量通常小于0.5倍太陽質量,而紅背的伴星質量在0.1到1倍太陽質量之間。

          最新的觀測表明,黑寡婦脈沖星可以分為兩類,一類的伴星質量大于0.01倍太陽質量,而另一類則有著極低的伴星質量,即小于0.01倍太陽質量。此前的學者提出了幾種用來解釋黑寡婦脈沖星起源的相關模型,但對有著極低伴星質量的黑寡婦脈沖星的起源一直不清楚。2021年,王博等人提出形成極致密X射線雙星的“中子星+氦星模型”。基于該模型,王博與博士研究生郭云浪等人進一步研究了脈沖輻射對氦星的蒸發過程。

          研究表明,由于脈沖輻射對伴星物質的剝離,導致伴星質量快速降低,從而可以解釋極低伴星質量黑寡婦脈沖星的形成。當毫秒脈沖雙星中的伴星質量足夠低時,伴星就會被潮汐作用所瓦解,留下一顆孤立毫秒脈沖星。因此,此項研究還為孤立毫秒脈沖星提供了一種可能的形成通道。

          責任編輯: 陳可軒
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