高质量X射线双星的研究

发布时间：2017-12-17 01:11

  本文关键词：高质量X射线双星的研究

  更多相关文章： X射线双星 恒星演化 物质转移 早型星

【摘要】：高质量X射线双星是由一颗正在吸积的致密星(中子星或者黑洞)和一颗质量超过～10M& 的早型恒星组成的双星系统。致密星通过星风或是洛希瓣渗溢的方式吸积产生X射线辐射。高质量X射线双星是研究恒星星风、双星间物质交换、致密星特性和大质量双星演化的理想场所。本文针对这一课题开展了一些研究。在第一章我们首先简要介绍了X射线双星的理论和观测研究的背景和进展。第二章中我们采用Negueruela和Okazaki提出的Be/X射线双星星风盘共振截断模型研究了中等质量黑洞对Be星星风盘的影响。在中等质量黑洞的影响下,Be星的星风盘的共振截断将变得非常无效。联系目前Be/X射线双星的观测特点,Be/中等质量黑洞双星在观测上将可能是具有准周期性爆发性质的复现X射线暂现源。在第三章我们研究了一个著名的高质量X射线双星SMC X-1的形成过程。SMC X-1是一个轨道周期为3.9天的高质量X射线双星系统。它包含一颗质量～1M& 的中子星,暗示着其很有可能诞生于电子俘获型超新星爆发。从SMCX-1现在的观测参数,我们推断其在超新星爆发前的轨道周期应S 10天。由于中子星的前身星和其伴星在超新星爆发前的物质传输过程会使得轨道周期增长到数十天,考虑到其现在的轨道周期,在此过程中需要一个质量流失相对较小条件下的有效的角动量损失机制。我们考虑不同的双星初始参数和多种质量和角动量损失机制,计算了原初双星系统从零龄主序到超新星爆发前的演化。结果显示经外拉格朗日点处的外流或者环双星盘的形成可以满足这一目标。我们指出这些机制可能广泛存在于双星演化中并显著地影响了致密双星的形成。高质量X射线双星中的中子星往往通过吸积其大质量伴星的星风物质产生X射线辐射。最近Shakura等(2012)对于低光度(4×1036 ergs-1)的星风吸积的X射线脉冲星提出了一个新的亚声速吸积模型。为了验证该模型的可行性,在第四章我们应用此模型根据中子星自转周期演化的星族合成计算,重新考虑了高质量X射线双星中星风吸积的X射线脉冲星的自转周期分布。我们发现如果采用相对较低的终端星风速度(1000 kms-1),计算得到的星风吸积的超巨星高质量X射线双星在Ps-Porb图中的分布可以大致与观测特征相符,而对一些超巨星高质量X射线双星观测得到的星风速度也似乎倾向于低风速。通过计算我们预计拥有持续X射线光度高于和低于4×1036 ergs-1的X射线脉冲星的数目比为1：11。最后,我们在第五章总结全文,并对以后的工作做出展望。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P153

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本文编号：1298167