我国天文学家利用刹车模型破解低质量X射线双星演化之谜

宇宙中有这样一类双星：它们成对出现，组成特殊的“搭档”。有的持续发光，有的时亮时暗；有的彼此越靠越近，有的却逐渐远离。是什么影响着它们不同的演化命运？

近日，我国天文学家提出一种新的磁制动模型，揭示了低质量X射线双星之间相互影响的动态反馈机制，为解释这类天体的演化多样性提供了新思路。相关成果发表于国际学术期刊《科学通报》。

低质量X射线双星通常由一颗中子星和一颗质量较小的伴星组成。中子星的引力极强，能够吸引伴星表面的物质。物质落向中子星时，会因剧烈运动和摩擦释放大量能量，产生明亮的X射线。

这对“搭档”的相处并不简单。随着物质转移和轨道变化，有些双星持续释放X射线，有些则间歇性爆发，这些双星会演化为轨道周期分布广阔的毫秒脉冲星双星。如何解释这些不同的演化现象，一直是天文学研究中的难题。

针对上述难题，研究团队提出了一种新的磁制动模型，即刹车模型，进而破解了低质量X射线双星演化之谜。论文第一作者、中国科学院云南天文台博士后邓竺龄介绍，在该模型中，双星不是两颗星各过各的，而是相互影响的，彼此是互动的结合体。中子星吸积物质释放高能辐射，这些辐射加热伴星，让伴星的星风变得更猛烈。星风增强，磁制动自然就大大强化，这种强化将在超爱丁顿吸积时达到饱和，不会无限的正循环。

这意味着，两颗星并非各自按照固定规律演化，而是在相互影响中不断改变彼此的状态。研究团队发现，新模型能够用一套机制解释三种看似不同的天体现象：为什么有些双星持续发光、有些时亮时暗，为什么有些双星的两颗星能够靠得如此之近，以及高速旋转的毫秒脉冲星双星为何有着不同的轨道周期。

论文通讯作者、南京大学教授李向东和中国科学院云南天文台研究员王博认为，这项研究有望为双星系统演化、引力波源预测等后续研究提供关键性的理论依据，也为认识宇宙天体的运行规律积累新的科学知识。