超新星|长轨道周期毫秒脉冲双星起源揭秘

采访人员29日从中国科学院云南天文台获悉，该台王博研究员等人的最新研究，解释了长轨道周期毫秒脉冲双星如何形成，相关成果发表在最新一期《英国皇家天文学会月刊》上。
毫秒脉冲双星通常是由一颗脉冲星加上一颗白矮星组成的双星系统。在这个系统中，脉冲星的自转周期小于30毫秒，表面磁场在1亿到10亿高斯之间，被认为起源于低质量X射线双星。毫秒脉冲双星是研究双星演化过程中一些极端物理过程的重要天体，可以用来研究中子星的物态方程，限制中子星的吸积物理，还可以用来探索双星演化过程中公共包层抛射、角动量损失机制等。
【超新星|长轨道周期毫秒脉冲双星起源揭秘】近年来，人们观测发现了越来越多轨道周期在50天到500天的毫秒脉冲双星，但这些长轨道周期毫秒脉冲双星的起源仍不清楚。为此，王博等人提出了“氧氖白矮星+红巨星模型”来解释这类天体的形成。在模型中，由于双星轨道距离长，伴星在演化到红巨星时才充满洛希瓣，进而向氧氖白矮星转移物质。被吸积的物质在氧氖白矮星表面稳定燃烧，当其质量增加到钱德拉塞卡质量极限时，镁和氖的电子俘获导致白矮星内部电子简并压减小，使整个星体塌缩成中子星。随后，红巨星由于自身膨胀继续向中子星转移物质，被吸积的物质通过释放引力能产生X射线辐射。在获得物质及角动量后，中子星自转逐渐加快，达到毫秒量级，而此时红巨伴星由于损失物质形成了一颗氦白矮星，最终产生毫秒脉冲双星。这一模型可以解释长轨道周期毫秒脉冲双星的形成。
由氧氖白矮星塌缩成中子星的过程被称为吸积致塌缩，是由恒星演化理论在40年前预言的氧氖白矮星的演化结局，将产生中子星系统。吸积致塌缩型超新星可以解释球状星团中毫秒脉冲双星的形成问题。尽管在观测上有大量间接证据支持这类超新星的存在，但由于其非常暗、亮度变化快，到目前为止仍没被观测证认。王博等人的研究进一步间接支持了这类天体的存在。采访人员赵汉斌通讯员陈艳