
▲ 左圖是該系統的多波段光變曲線(xiàn)以及模型擬合的結果,右圖是在光學(xué)伴星參考系下的 Ha 發(fā)射線(xiàn)隨軌道周期的改變 | 圖源:中國科學(xué)院網(wǎng)站
該研究結合多波段(射電、光學(xué)、X 射線(xiàn)及伽馬射線(xiàn))觀(guān)測分析,推測該致密星可能是一顆“X 射線(xiàn)暗弱的孤立中子星”(XDINS),這是首次在雙星系統中發(fā)現此類(lèi)天體。IT之家從中國科學(xué)院網(wǎng)站得知,相關(guān)研究成果發(fā)表在《天體物理雜志快報》上。
如果中子星各種可能的能源均消耗殆盡,那么星體只能輻射剩下的熱能,這類(lèi)中子星稱(chēng)為 X 射線(xiàn)暗弱的孤立中子星(XDINS)。XDINS 以軟 X 射線(xiàn)的熱譜為主,且伴有紫外輻射,表現為射電寧靜狀態(tài),故發(fā)現它們頗為困難。理論認為,通過(guò)核塌縮超新星爆炸不可能產(chǎn)生低于 1.17 倍太陽(yáng)質(zhì)量的中子星,新的發(fā)現意味著(zhù)此類(lèi)中子星可能產(chǎn)生于其他形成通道,如白矮星吸積誘導塌縮(AIC)。此外,根據 Gaia 衛星的視差,這個(gè)包含中子星侯選體的雙星系統離地球僅約 385 光年。這是目前發(fā)現的離地球最近的中子星候選體。該研究暗示了來(lái)自地球深海探測到的重元素可能與該類(lèi)超新星爆發(fā)過(guò)程成協(xié)。
目前僅有七顆 X 射線(xiàn)暗弱的孤立中子星被發(fā)現(綽號“七劍客”)。它們離地球均較近(約 391 光年至 1630 光年),自轉周期大概是 5 到 10 秒。新發(fā)現的這顆 X 射線(xiàn)暗弱的孤立中子星是首次在雙星系統中發(fā)現這類(lèi)天體。
該發(fā)現是基于 LAMOST 的中低分辨率光譜時(shí)域巡天數據,結合南山光學(xué)望遠鏡多波段和美國凌星系外行星巡天衛星(TESS)的測光數據以及其他波段的光學(xué)巡天數據確定了晚期主序星的半徑、溫度等信息。研究通過(guò)擬合光變曲線(xiàn),最終得到這個(gè)雙星系統中的致密星以及光學(xué)伴星的質(zhì)量分別約為 0.98 倍太陽(yáng)質(zhì)量和 0.62 倍太陽(yáng)質(zhì)量。
通過(guò) LAMOST 中分辨率光譜數據,研究發(fā)現該系統的 Ha 發(fā)射線(xiàn)具有雙峰結構。其中,成分相對較寬的 Ha 發(fā)射線(xiàn)起源于恒星色球活動(dòng),而另一個(gè)相對較窄的 Ha 發(fā)射線(xiàn)表現出與致密星同相位的變化,因此較窄的成分可能來(lái)自吸積盤(pán)。另外,在十幾年的巡天測光數據中,該源沒(méi)有展現大幅度的星等變化,且 X 射線(xiàn)光度低,表明該致密星不太可能是白矮星,而可能是顆中子星。
通過(guò)美國費米(Fermi)衛星未發(fā)現其高能對應體,基于該系統極低的 X 射線(xiàn)光度且相對較軟的 X 射線(xiàn)能譜,可推測該致密星是一顆處在雙星系統中的 XDINS。根據美國的星系演化探測器(GALEX)的紫外觀(guān)測得到該系統的吸積盤(pán)輻射半徑及中子星死亡線(xiàn),可知該中子星的自轉周期大概位于 0.52 秒到 6.5 秒之間,這與 XDINS 的自轉周期一致。
研究人員表示,這顆目前離地球最近、且處于雙星系統中的“X 射線(xiàn)暗弱的孤立中子星”候選體的發(fā)現,為剖析此類(lèi)特殊天體的物理性質(zhì)以及形成演化等具有重要的科學(xué)意義。