科技日報記者 趙漢斌 通訊員 陳艷
記者3月29日從中國科學(xué)院云南天文臺獲悉，該臺王博研究員等人的最新研究，解釋了長軌道周期毫秒脈沖雙星如何形成，相關(guān)成果發(fā)表在最新一期《英國皇家天文學(xué)會月刊》上。
毫秒脈沖雙星通常是由一顆脈沖星加上一顆白矮星所組成的雙星系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，脈沖星的自轉(zhuǎn)周期小于30毫秒，表面磁場在1億到10億高斯之間，被認(rèn)為起源于低質(zhì)量X射線雙星。毫秒脈沖雙星是研究雙星演化過程中一些極端物理過程的重要天體，可以用來研究中子星的物態(tài)方程，限制中子星的吸積物理，還可以用來探索雙星演化過程中公共包層拋射、角動量損失機(jī)制等。
氧氖白矮星從紅巨星吸積物質(zhì)示意圖 云南天文臺供圖
近年來，人們觀測發(fā)現(xiàn)了越來越多軌道周期在50天到500天的毫秒脈沖雙星，但這些長軌道周期毫秒脈沖雙星的起源仍不清楚。為此，王博等人提出了“氧氖白矮星+紅巨星模型”來解釋這類天體的形成。在模型中，由于雙星軌道距離長，伴星在演化到紅巨星時才充滿洛希瓣，進(jìn)而向氧氖白矮星轉(zhuǎn)移物質(zhì)。被吸積的物質(zhì)在氧氖白矮星表面穩(wěn)定燃燒，當(dāng)其質(zhì)量增加到錢德拉塞卡質(zhì)量極限時，鎂和氖的電子俘獲導(dǎo)致白矮星內(nèi)部電子簡并壓減小，使整個星體塌縮成中子星。隨后，紅巨星由于自身膨脹繼續(xù)向中子星轉(zhuǎn)移物質(zhì)，被吸積的物質(zhì)通過釋放引力能產(chǎn)生X射線輻射。在獲得物質(zhì)及角動量后，中子星自轉(zhuǎn)逐漸加快，達(dá)到毫秒量級，而此時紅巨伴星由于損失物質(zhì)形成了一顆氦白矮星，最終產(chǎn)生毫秒脈沖雙星。這一模型可以解釋長軌道周期毫秒脈沖雙星的形成。
由氧氖白矮星塌縮成中子星的過程被稱為吸積致塌縮，是由恒星演化理論在40年前預(yù)言的氧氖白矮星的演化結(jié)局，將產(chǎn)生中子星系統(tǒng)。吸積致塌縮型超新星可以解釋球狀星團(tuán)中毫秒脈沖雙星的形成問題。盡管在觀測上有大量間接證據(jù)支持這類超新星的存在，但由于其非常暗、亮度變化快，到目前為止仍沒被觀測證認(rèn)。王博等人的研究進(jìn)一步間接支持了這類天體的存在。
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