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科技日?qǐng)?bào)記者 趙漢斌
記者13日從中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)獲悉，該臺(tái)研究人員利用吸積致塌縮型超新星原理，揭示了一類(lèi)特殊低質(zhì)量X射線雙星的形成機(jī)制。4月出版的《英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)月刊》發(fā)表了相關(guān)成果。
此前，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了此類(lèi)特殊的低質(zhì)量X射線雙星，是由一顆強(qiáng)磁場(chǎng)、自轉(zhuǎn)較慢中子星和一顆小于0.1倍太陽(yáng)質(zhì)量的伴星組成的短軌道間距雙星系統(tǒng)。然而在形成過(guò)程中，伴星的極小質(zhì)量和較短的軌道間距，意味著已經(jīng)向另一顆星轉(zhuǎn)移了較多的物質(zhì)；同時(shí)，中子星的強(qiáng)磁場(chǎng)和慢速自轉(zhuǎn)，意味著還幾乎沒(méi)有吸積過(guò)伴星的物質(zhì)轉(zhuǎn)移，顯然存在矛盾。
氧氖鎂白矮星+氦白矮星系統(tǒng)通過(guò)吸積致塌縮形成極致密X射線雙星的演化示意圖。云南天文臺(tái)供圖
40年前，天文學(xué)家就已提出吸積致塌縮型超新星的概念，即氧氖鎂白矮星質(zhì)量增加到其質(zhì)量極限時(shí)塌縮為中子星的過(guò)程，可自然地解釋上述矛盾，當(dāng)白矮星質(zhì)量達(dá)到其質(zhì)量極限時(shí)，就會(huì)發(fā)生吸積致塌縮型超新星爆發(fā)，白矮星將塌縮為一顆中子星。但該理論解釋一直存在一個(gè)問(wèn)題：之前的吸積致塌縮型超新星前身星模型下形成的中子星雙星系統(tǒng)中，伴星質(zhì)量都遠(yuǎn)大于0.1倍太陽(yáng)質(zhì)量，無(wú)法解釋上述提到的這類(lèi)雙星系統(tǒng)的形成。
為解決這一問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)劉棟棟副研究員和王博研究員系統(tǒng)研究了形成吸積致塌縮型超新星的“氧氖鎂白矮星+氦白矮星”通道，成功解釋了“中子星+極小質(zhì)量伴星”的形成難題。當(dāng)伴星再次充滿(mǎn)洛溪斑后，將向中子星轉(zhuǎn)移物質(zhì)，這時(shí)的雙星系統(tǒng)表現(xiàn)為極致密X射線雙星。
極致密X射線雙星是一類(lèi)軌道周期小于1小時(shí)的低質(zhì)量X射線雙星，是重要的引力波源。4U 1626-67是一個(gè)典型的新形成的“中子星+極小質(zhì)量伴星”系統(tǒng)，也是極致密X射線雙星系統(tǒng)。雖然還有一些性質(zhì)有待詳細(xì)研究，但“氧氖鎂白矮星+氦白矮星”通道已成功再現(xiàn)了該系統(tǒng)形成。結(jié)合前人星震學(xué)研究的結(jié)果，研究人員還推測(cè)另一極致密X射線雙星很可能來(lái)源于伴星為氦白矮星的演化通道。
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