中國天文學家在銀河系超軟X射線源研究方面獲新進展
中國科學院雲南天文台雙星與變星研究團組博士研究生臧蕾和錢聲幫研究員等人對銀河系超軟X射線源研究的最新成果。該工作基於凌日系外行星巡天衛星(Transiting Exoplanet Survey Satellite)測光數據,發現超軟X射線源天箭座V(V Sge)的連續軌道光變曲線存在奇特的無規律變化,首次揭露超軟X射線源周圍很可能存在分佈不均勻的星周物質和不規則的物質損失。 同時分析這顆雙星的軌道周期變化,在非守恆物質轉移的情況下,給出了物質轉移率的大致範圍。
超軟X射線源是最可能的Ia型超新星的前身天體,由一顆緻密的大質量白矮星主星和一顆主序星(或者巨星等)組成的激變雙星。白矮星通過吸積盤不斷吸積來自伴星的物質而使它的質量不斷增大(見上圖),當質量達到錢德拉塞卡質量極限(Chandrasekhar Limit)時會產生Ia型超新星爆發。 天箭座V是銀河系中發現的一顆掩食的超軟X射線源。為進一步研究這顆雙星的物質交流及導致它的軌道演化過程,研究人員利用雲南天文台一米望遠鏡對其進行監測,獲得掩食極小時刻,並結合凌日系外行星巡天衛星的連續軌道光變曲線,對該系統的軌道周期變化進行詳細的分析研究。 分析結果顯示它的軌道周期存在一個長期減小的趨勢,說明較大質量的伴星正向白矮星轉移物質。同時,也存在吸積盤風導致的物質損失帶走了系統角動量。
基於對軌道周期變化分析的結果,研究人員得出該系統最新的軌道周期變化率,並考慮在吸積盤風導致系統角動量損失的情況下,估算出物質轉移率和物質吸積率的大致範圍,且推測該系統中白矮星主星將在至少一百萬年後達到錢德拉塞卡質量極限繼而很可能爆炸成Ia型超新星。 另外,研究人員用凌日系外行星巡天衛星觀測得的連續光變曲線發現了奇特的無規律的短時標變化,這或許是由分佈不均勻的星周物質的消光影響和/或吸積盤上頻繁的活動導致的,這使得研究人員有機會了解超軟X射線源的物質轉移及物質拋射過程,而這些變化的規律以及更具體的成因仍需進一步研究。
【圖、文:節錄自中國科學院雲南天文台 2022年2月11日新聞公佈;新聞資訊由林景明提供】研究全文刊登在2022年2月2日出版的英國《皇家天文學會月報》;標題是:Photometric study of the supersoft X-ray source V Sge based on TESS data