脉冲星 - 氦星密近双星系统的共包层演化研究:揭示双星系统互作新机制

时间:2025年5月23日
来源:SCIENCE

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恒星共包层(CE)演化理论预测双星系统会经历伴星被主星大气包裹的阶段,但直接观测证据匮乏。研究人员通过射电计时发现脉冲星 PSR J1928+1815 与 1.0-1.6 倍太阳质量的氦星组成轨道周期 3.6 小时的密近系统,证实其经历共包层阶段并形成紧凑双星,为该理论提供关键观测支持。

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双星系统中的恒星会发生相互作用,影响双方演化进程。理论预测部分双星系统会经历共包层(Common Envelope, CE)阶段 —— 一颗恒星的外层大气包裹其伴星轨道运行,但这一过程尚未被直接观测到。Yang 等人发现了一颗快速旋转的脉冲星(Pulsar),与伴星氦星(Helium Star)形成密近轨道系统。通过与理论模型对比表明,该系统近期经历了共包层演化:脉冲星曾在主序星伴星的包层内轨道运行,伴星包层在一千年内被抛射,形成氦星,同时部分质量转移至脉冲星,使其自转速率提升。

摘要显示,在双星系统中,当演化恒星的大气膨胀并包裹轨道伴星时,会形成恒星共包层。这类系统预计快速演化,抛射恒星包层后,伴星围绕剥离恒星形成更紧凑轨道。研究利用射电计时(Radio Timing)识别出脉冲星 PSR J1928+1815,其自转周期 10.55 毫秒,处于轨道周期 3.60 小时的密近双星系统中。伴星质量为 1.0-1.6 倍太阳质量,在约 17% 的轨道周期内掩食脉冲星,且在其他波段未被探测到,最可能是一颗剥离氦星。研究将该系统解释为刚经历共包层阶段,形成了密近双星系统。

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