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來自澳洲和加拿大的天文學家對一顆名為SAX J1808.4-3658的毫秒脈衝星進行了研究。這一新的研究,為該系統的雙星演化路徑提供了必要資訊,其研究發現發表在《arxiv》上的一篇論文中。自轉週期在30毫秒以下的最快脈衝星被稱為毫秒脈衝星(MSPS),假設它們是在雙星系統中形成的,當最初更大品質的一顆變成中子星,然後中子星由於次級恆星的物質吸積而旋轉起來。

SAX J1808.4-3658是一顆在雙星系統中活躍吸積的毫秒脈衝星(AMSP),大約每四年爆發一次。到目前為止,已經發現了大約20個AMSP,SAX J1808.4-3658是同類AMSP中研究最充分、觀測最多的一個。儘管SAX J1808.4-3658在過去是一個大量觀測的物件,它的演化也被廣泛地模擬,但這些研究中沒有一個考慮到這樣一個事實,即該系統的供體恆星已經被證明是顯著的fi演化。

因此,澳洲莫納什大學阿黛爾·古德溫和加拿大赫茲伯格天文學和天體物理研究中心的泰隆·伍茲決定驗證這一假設:對SAX J1808.4-3658的雙星演化進行了建模,考慮到了供體恆星顯著進化的證據,以及對供體初始品質的影響。研究發現,SAX J1808.4-3658系統最有可能的上一代是一顆品質約為1.1個太陽品質、初始軌道週期在1.0至1.22天之間的伴星。

因此,估計品質比這個雙星先前演化研究提出的值要大,研究結果表明SAX J1808.4-3658系統內拉格朗日點有相當數量的物質被丟擲(fican),這可能是由於脈衝星的輻射壓力在給予星靜止期間蒸發了供體星而產生的蒸發風。鑑於SAX J1808.4-3658中的伴星現在品質約為0.8個太陽品質,該系統的軌道週期約為2.01小時,研究人員計算出,大約需要37.3億年才能演化到目前的狀態。

由於最初的原生天體一定是大品質,並且通過共同的外層和超新星演化得非常快。天文學家注意到SAX J1808.4-3658的雙星系統引數表明它是一顆“黑寡婦”毫秒脈衝星。一般來說,所謂的“黑寡婦”屬於具有半簡併伴星的極端雙星脈衝星,被稱為“蜘蛛脈衝星”,其特點是存在一個極低品質(小於0.1個太陽品質)的伴星。此外,還注意到SAX J1808.4-3658可能有一個外雙星盤,然而,還需要進一步的觀察來證實這一假設。

對毫秒脈衝星SAX J1808.4-3658的觀測,揭示了一個有趣的雙星演化:系統軌道以加速的速度膨脹,研究利用SAX J1808.4-3658中吸積的燃料是耗氫這一最新發現,極大地改進了該雙星系統的上一代和先前演化的模型。將伴星的初始品質限制在1.0-1.2M⊙,比以前對該雙系統的演化研究假設要大。還推斷,為了解釋觀測到的軌道週期變化,該系統一定經歷了強烈的非保守品質轉移。

參考期刊《arxiv》

Cite: arXiv:2003.02970

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