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云南天文台Ia型超新星前身星物质吸积机制研究获新进展
2014-05-06  |  作者:  |  【  】 【打印】 【关闭

7月11日,美国《天体物理杂志通讯》(The Astrophysical Journal Letters, 772, L18)发表了中科院云南天文台钱声帮研究员和时光博士等在Ia型超新星前身星物质吸积机制研究方面获得的工作进展,并发现银河系中一百万年内即将爆炸的Ia型超新星前身星候选体。

Ia型超新星被誉为宇宙中的“标准烛光”。Ia型超新星的测距表明宇宙正在不断加速膨胀,揭示了宇宙中存在暗物质和暗能量。由于这一重大研究的取得,美国/澳大利亚的三位科学家萨尔·波尔马特、布莱恩·施密特和亚当·里斯获得了2011年的诺贝尔物理学奖。但是,其起源仍是天体物理中未解决的科学问题。

超软X-射线源被认为是Ia型超新星前身星最可能的候选体。它们是由一颗碳/氧(C/O)白矮星和伴星组成的密近双星系统。碳/氧白矮星吸积伴星的物质在表面发生稳定热核燃烧而产生超软X-射线(20~80eV)辐射,并使碳/氧白矮星的质量不断增大。当白矮星的质量增大到钱德拉塞卡极限(约为1.44倍太阳质量)时发生Ia型超新星爆炸。然而,产生这样的物理过程需要碳/氧白矮星每年从伴星吸积高达~10-7个太阳质量的物质。目前解释这类双星系统中存在如此高的吸积率的一个物理机制是:伴星天体被热源照射后产生辐射外流,从而向白矮星转移物质,这种机制预言双星系统轨道周期将不断增加。以往的研究认为,物质外流机制适用于轨道周期长于10小时,质量比较小的超软X-射线源。

半人马座WX是银河系中仅有的几个超软X-射线源之一,它是一颗轨道周期为10小时的南天区密近双星。物质外流机制预言这颗双星的轨道周期将长期增加。云南天文台钱声帮研究员和时光博士等利用阿根廷2.15米望远镜对半人马座WX进行监测,由掩食光变信号到达地球的时间探测出这个双星的轨道周期正在不断地减小,与预期的恰恰相反。这使得半人马座WX成为检验超软X-射线源中物质吸积机制的一个重要研究对象。揭示了物质外流机制不适用于轨道周期长于10小时的超软X-射线源,这类长周期超软X-射线双星的物质吸积应该是由洛希瓣物质转移驱动的。这意味着长周期超软X-射线双星中伴星的质量应该超过碳/氧白矮星的质量,伴星中大量物质不断通过内拉格朗日点流向白矮星。白矮星吸积丰富的物质,通过稳定的热核燃烧辐射超软X-射线,同时不断增加自身的质量,并将产生Ia型超新星。半人马座WX的轨道周期变化时标约为81万年,表明它可能是银河系中一百万年内将发生爆炸的Ia型超新星前身星候选体。

该成果得到国家自然科学基金重点项目的资助(批准号:11133007)。论文信息:Qian, S.-B.; Shi, G.; Fernández Lajús, E.; Di Sisto, R. P.; Zhu, L.-Y.; Liu, L.; Zhao, E.-G.; Li, L.-J., Is WX Cen a Possible Type Ia Supernova Progenitor with Wind-driven Mass Transfer? 2013, ApJ 772, L18.

 

 
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