“白矮星+紅巨星模型”揭示長軌道周期毫秒脈沖雙星起源

記者29日從中國科學院云南天文臺獲悉，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，相關成果發表在最新一期《英國皇家天文學會月刊》上。

毫秒脈沖雙星通常是由一顆脈沖星加上一顆白矮星組成的雙星系統。在這個系統中，脈沖星的自轉周期小于30毫秒，表面磁場在1億到10億高斯之間，被認為起源于低質量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、角動量損失機制等。

氧氖白矮星從紅巨星吸積物質示意圖（云南天文臺供圖）

近年來，人們觀測發現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，進而向氧氖白矮星轉移物質。被吸積的物質在氧氖白矮星表面穩定燃燒，當其質量增加到錢德拉塞卡質量極限時，鎂和氖的電子俘獲導致白矮星內部電子簡并壓減小，使整個星體塌縮成中子星。隨后，紅巨星由于自身膨脹繼續向中子星轉移物質，被吸積的物質通過釋放引力能產生X射線輻射。在獲得物質及角動量后，中子星自轉逐漸加快，達到毫秒量級，而此時紅巨伴星由于損失物質形成了一顆氦白矮星，最終產生毫秒脈沖雙星。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年前預言的氧氖白矮星的演化結局，將產生中子星系統。吸積致塌縮型超新星可以解釋球狀星團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。王博等人的研究進一步間接支持了這類天體的存在。

（原標題：長軌道周期毫秒脈沖雙星起源揭秘）

關鍵詞： 脈沖雙星 軌道周期