毫秒脈沖雙星領(lǐng)域獲得了新進(jìn)展脈沖輻射作用造就另類黑寡婦星

來源: 科技日報 2022-08-03 16:15:20

中國科學(xué)院云南天文臺近日在毫秒脈沖雙星領(lǐng)域獲得了新進(jìn)展，解釋了極低伴星質(zhì)量黑寡婦脈沖星的起源問題。國際科學(xué)期刊《皇家天文學(xué)會月刊》在線發(fā)布了相關(guān)成果。

毫秒脈沖星是一類高速自轉(zhuǎn)的中子星，其自轉(zhuǎn)周期小于30毫秒，通常被認(rèn)為起源于低質(zhì)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(zhì)獲取角動量，以此來加速自轉(zhuǎn)。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(tài)方程，以及在自轉(zhuǎn)加速過程中中子星表面磁場的衰退等物理過程。

在此前的觀測中，人們發(fā)現(xiàn)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(nèi)。“這些脈沖星的伴星物質(zhì)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(xué)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(zhì)量的大小，黑寡婦的伴星質(zhì)量通常小于0.5倍太陽質(zhì)量，而紅背的伴星質(zhì)量在0.1到1倍太陽質(zhì)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(zhì)量大于0.01倍太陽質(zhì)量，而另一類則有著極低的伴星質(zhì)量，即小于0.01倍太陽質(zhì)量。此前的學(xué)者提出了幾種用來解釋黑寡婦脈沖星起源的相關(guān)模型，但對有著極低伴星質(zhì)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”?；谠撃Ｐ?，王博與博士研究生郭云浪等人進(jìn)一步研究了脈沖輻射對氦星的蒸發(fā)過程。

研究表明，由于脈沖輻射對伴星物質(zhì)的剝離，導(dǎo)致伴星質(zhì)量快速降低，從而可以解釋極低伴星質(zhì)量黑寡婦脈沖星的形成。當(dāng)毫秒脈沖雙星中的伴星質(zhì)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。(科技日報記者趙漢斌)

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