本文關(guān)鍵詞：高質(zhì)量X射線雙星的研究

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【摘要】：高質(zhì)量X射線雙星是由一顆正在吸積的致密星(中子星或者黑洞)和一顆質(zhì)量超過～10M& 的早型恒星組成的雙星系統(tǒng)。致密星通過星風(fēng)或是洛希瓣滲溢的方式吸積產(chǎn)生X射線輻射。高質(zhì)量X射線雙星是研究恒星星風(fēng)、雙星間物質(zhì)交換、致密星特性和大質(zhì)量雙星演化的理想場所。本文針對這一課題開展了一些研究。在第一章我們首先簡要介紹了X射線雙星的理論和觀測研究的背景和進展。第二章中我們采用Negueruela和Okazaki提出的Be/X射線雙星星風(fēng)盤共振截斷模型研究了中等質(zhì)量黑洞對Be星星風(fēng)盤的影響。在中等質(zhì)量黑洞的影響下,Be星的星風(fēng)盤的共振截斷將變得非常無效。聯(lián)系目前Be/X射線雙星的觀測特點,Be/中等質(zhì)量黑洞雙星在觀測上將可能是具有準(zhǔn)周期性爆發(fā)性質(zhì)的復(fù)現(xiàn)X射線暫現(xiàn)源。在第三章我們研究了一個著名的高質(zhì)量X射線雙星SMC X-1的形成過程。SMC X-1是一個軌道周期為3.9天的高質(zhì)量X射線雙星系統(tǒng)。它包含一顆質(zhì)量～1M& 的中子星,暗示著其很有可能誕生于電子俘獲型超新星爆發(fā)。從SMCX-1現(xiàn)在的觀測參數(shù),我們推斷其在超新星爆發(fā)前的軌道周期應(yīng)S 10天。由于中子星的前身星和其伴星在超新星爆發(fā)前的物質(zhì)傳輸過程會使得軌道周期增長到數(shù)十天,考慮到其現(xiàn)在的軌道周期,在此過程中需要一個質(zhì)量流失相對較小條件下的有效的角動量損失機制。我們考慮不同的雙星初始參數(shù)和多種質(zhì)量和角動量損失機制,計算了原初雙星系統(tǒng)從零齡主序到超新星爆發(fā)前的演化。結(jié)果顯示經(jīng)外拉格朗日點處的外流或者環(huán)雙星盤的形成可以滿足這一目標(biāo)。我們指出這些機制可能廣泛存在于雙星演化中并顯著地影響了致密雙星的形成。高質(zhì)量X射線雙星中的中子星往往通過吸積其大質(zhì)量伴星的星風(fēng)物質(zhì)產(chǎn)生X射線輻射。最近Shakura等(2012)對于低光度(4×1036 ergs-1)的星風(fēng)吸積的X射線脈沖星提出了一個新的亞聲速吸積模型。為了驗證該模型的可行性,在第四章我們應(yīng)用此模型根據(jù)中子星自轉(zhuǎn)周期演化的星族合成計算,重新考慮了高質(zhì)量X射線雙星中星風(fēng)吸積的X射線脈沖星的自轉(zhuǎn)周期分布。我們發(fā)現(xiàn)如果采用相對較低的終端星風(fēng)速度(1000 kms-1),計算得到的星風(fēng)吸積的超巨星高質(zhì)量X射線雙星在Ps-Porb圖中的分布可以大致與觀測特征相符,而對一些超巨星高質(zhì)量X射線雙星觀測得到的星風(fēng)速度也似乎傾向于低風(fēng)速。通過計算我們預(yù)計擁有持續(xù)X射線光度高于和低于4×1036 ergs-1的X射線脈沖星的數(shù)目比為1：11。最后,我們在第五章總結(jié)全文,并對以后的工作做出展望。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P153

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本文編號：1298167