毫秒脉冲双星领域获得了新进展脉冲辐射作用造就另类黑寡妇星

来源: 科技日报 2022-08-03 16:15:20

中国科学院云南天文台近日在毫秒脉冲双星领域获得了新进展，解释了极低伴星质量黑寡妇脉冲星的起源问题。国际科学期刊《皇家天文学会月刊》在线发布了相关成果。

毫秒脉冲星是一类高速自转的中子星，其自转周期小于30毫秒，通常被认为起源于低质量X射线双星。在X射线双星演化期间，中子星通过吸积伴星的物质获取角动量，以此来加速自转。短轨道周期毫秒脉冲双星是重要的低频引力波源。此外，这类天体还可以用来揭示中子星的物态方程，以及在自转加速过程中中子星表面磁场的衰退等物理过程。

在此前的观测中，人们发现了一些特殊的射电掩食毫秒脉冲双星，其轨道周期大约在1天以内。“这些脉冲星的伴星物质被其脉冲辐射所剥离，如同蜘蛛会蚕食它们的伴侣。因此，科学家以黑寡妇和红背蜘蛛来命名它们。”云南天文台研究员王博介绍，黑寡妇与红背脉冲星的差别，主要在于其伴星质量的大小，黑寡妇的伴星质量通常小于0.5倍太阳质量，而红背的伴星质量在0.1到1倍太阳质量之间。

最新的观测表明，黑寡妇脉冲星可以分为两类，一类的伴星质量大于0.01倍太阳质量，而另一类则有着极低的伴星质量，即小于0.01倍太阳质量。此前的学者提出了几种用来解释黑寡妇脉冲星起源的相关模型，但对有着极低伴星质量的黑寡妇脉冲星的起源一直不清楚。2021年，王博等人提出形成极致密X射线双星的“中子星+氦星模型”。基于该模型，王博与博士研究生郭云浪等人进一步研究了脉冲辐射对氦星的蒸发过程。

研究表明，由于脉冲辐射对伴星物质的剥离，导致伴星质量快速降低，从而可以解释极低伴星质量黑寡妇脉冲星的形成。当毫秒脉冲双星中的伴星质量足够低时，伴星就会被潮汐作用所瓦解，留下一颗孤立毫秒脉冲星。因此，此项研究还为孤立毫秒脉冲星提供了一种可能的形成通道。(科技日报记者赵汉斌)

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