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【中文詞條】x射綫雙星
【外文詞條】x-ray binary
【作者】張傢鋁
x射綫脈衝星中由一顆尋常的恆星和一顆發射x射綫的子星組成的蝕雙星。發射x射綫的子星的性質﹐可以通過x射綫的脈動周期和估計質量來推測﹐目前大多數學者都認為 x射綫子星是中子星或黑洞一類的緻密星。根據衛星的觀測結果和一係列的證認工作﹐已經確認為雙星的 x射綫源有﹕小麥哲倫雲x-1﹑天鵝座x-1﹑半人馬座x-3﹑4u0900-40﹑4u1700-37﹑武仙座x-1﹑天蝎座 x-1﹑天鵝座x-3和圓規座x-1等。其中最引人註目的是武仙座x-1和天鵝座x-1。武仙座x-1發射的x射綫﹐具有1.24秒的非常規則的脈衝周期。這種規則的脈衝不可能來自等離子體的電磁振湯﹐或流體力學振湯等不穩定機製﹔而且這種非常短的周期也不可能來自白矮星的振湯或轉動。通常認為武仙座x-1是一顆中子星﹐它的x射綫穩定周期脈衝是它的自轉周期造成的。研究武仙座 x-1可以獲得很多關於中子星的知識。例如﹐根據它的x射綫發射綫﹐我們已經確定中子星表面的磁場量級為10～10高斯。天鵝座x-1沒有蝕周期﹐也沒有規則的脈衝結構﹐但是﹐它有不規則的時標更短的脈動漲落。脈動時標在幾毫秒至10秒的範圍內﹐呈短噪聲特徵。根據光譜型估計光學恆星的質量﹐可以推得天鵝座x-1的質量應大於5.5個太陽質量﹐這已經超出穩定中子星的最大臨界質量(約 2個太陽質量)。因此﹐目前認為天鵝座 x-1可能是黑洞。
在x射綫雙星係統中﹐通常認為x射綫是由光學恆星快速流出的物質被吸積到緻密 x射綫子星上而引起的。緻密星表面引力場很強﹐落嚮緻密星的物質可以獲得很大的能量。這部分能量就可以轉變為 x射綫波段的輻射能量。光學恆星(主星)提供物質的方式大致有三種﹕若主星是一個充滿(見臨界等位面)的或超巨星﹐則物質可以通過第一拉格朗日點(見平面圓型限製性三體問題)流到緻密星上﹔若主星的體積比洛希瓣小得多﹐則物質的輸運可依靠星風驅動。當星風由主星嚮外吹時﹐一部分被緻密星捕獲﹐最後流到緻密星表面上﹔若主星上存在一些嚮外噴射物質的活動斑點﹐那麽當它噴射的物質流掃過緻密星時﹐就可被緻密星所吸積。這種輸運方式不要求主星充滿洛希瓣﹐也不要求它相對緻密星有較大的質量比。主星提供物質的方式不同﹐對於吸積過程有一定影響。但是﹐由於吸積物質的能量釋放都是在緻密星附近進行的﹐所以x射綫發射的主要特徵與主星提供物質的方式關係並不太大﹐可以作為一個孤立的緻密星的吸積問題來討論。在緻密星附近﹐穩定吸積運動與緻密星的磁場和下落物質的特性有關。吸積物質在具有較大角動量的情況下就形成一個吸積盤。吸積盤內的物質沿蠃旋軌道嚮內運動﹐逐步旋至緻密星表面。這時吸積物質由於本身的作用﹐會釋放出引力能﹐引力能變成x射綫從吸積盤表面輻射出來。釋放的總能量和輻射能譜同物質從外邊界上流到盤內的吸積率有關。具有強磁場的緻密星(如中子星)附近的吸積運動要受到磁場的控製。如果緻密星自轉不很迅速﹐則吸積可以穩定進行。這時﹐下落的物質將沿著吸積漏鬥內的磁力綫落到磁極區﹐並獲得0.2～0.3m ec (m e為電子靜止質量﹔c 為光速)的動能。它與緻密星表面相撞﹐形成熱斑﹐使很大一部分能量轉變為x射綫輻射。這時﹐如果緻密星的轉軸與磁軸並不重合﹐那麽由它表面發射的x射綫﹐可以具有規則的脈衝周期﹐武仙座x-1就屬於這種情況。 |
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【中文詞條】x射綫雙星
【外文詞條】X-ray binary
【作者】張傢鋁
X射綫脈衝星中由一顆尋常的恆星和一顆發射X射綫的子星組成的蝕雙星。發射X射綫的子星的性質﹐可以通過X射綫的脈動周期和估計質量來推測﹐目前大多數學者都認為 X射綫子星是中子星或黑洞一類的緻密星。根據衛星的觀測結果和一係列的證認工作﹐已經確認為雙星的 X射綫源有﹕小麥哲倫雲X-1﹑天鵝座X-1﹑半人馬座X-3﹑4U0900-40﹑4U1700-37﹑武仙座X-1﹑天蝎座 X-1﹑天鵝座X-3和圓規座X-1等。其中最引人註目的是武仙座X-1和天鵝座X-1。武仙座X-1發射的X射綫﹐具有1.24秒的非常規則的脈衝周期。這種規則的脈衝不可能來自等離子體的電磁振湯﹐或流體力學振湯等不穩定機製﹔而且這種非常短的周期也不可能來自白矮星的振湯或轉動。通常認為武仙座X-1是一顆中子星﹐它的X射綫穩定周期脈衝是它的自轉周期造成的。研究武仙座 X-1可以獲得很多關於中子星的知識。例如﹐根據它的X射綫發射綫﹐我們已經確定中子星表面的磁場量級為10～10高斯。天鵝座X-1沒有蝕周期﹐也沒有規則的脈衝結構﹐但是﹐它有不規則的時標更短的脈動漲落。脈動時標在幾毫秒至10秒的範圍內﹐呈短噪聲特徵。根據光譜型估計光學恆星的質量﹐可以推得天鵝座X-1的質量應大於5.5個太陽質量﹐這已經超出穩定中子星的最大臨界質量(約 2個太陽質量)。因此﹐目前認為天鵝座 X-1可能是黑洞。
在x射綫雙星係統中﹐通常認為X射綫是由光學恆星快速流出的物質被吸積到緻密 X射綫子星上而引起的。緻密星表面引力場很強﹐落嚮緻密星的物質可以獲得很大的能量。這部分能量就可以轉變為 X射綫波段的輻射能量。光學恆星(主星)提供物質的方式大致有三種﹕若主星是一個充滿(見臨界等位面)的或超巨星﹐則物質可以通過第一拉格朗日點(見平面圓型限製性三體問題)流到緻密星上﹔若主星的體積比洛希瓣小得多﹐則物質的輸運可依靠星風驅動。當星風由主星嚮外吹時﹐一部分被緻密星捕獲﹐最後流到緻密星表面上﹔若主星上存在一些嚮外噴射物質的活動斑點﹐那麽當它噴射的物質流掃過緻密星時﹐就可被緻密星所吸積。這種輸運方式不要求主星充滿洛希瓣﹐也不要求它相對緻密星有較大的質量比。主星提供物質的方式不同﹐對於吸積過程有一定影響。但是﹐由於吸積物質的能量釋放都是在緻密星附近進行的﹐所以X射綫發射的主要特徵與主星提供物質的方式關係並不太大﹐可以作為一個孤立的緻密星的吸積問題來討論。在緻密星附近﹐穩定吸積運動與緻密星的磁場和下落物質的特性有關。吸積物質在具有較大角動量的情況下就形成一個吸積盤。吸積盤內的物質沿蠃旋軌道嚮內運動﹐逐步旋至緻密星表面。這時吸積物質由於本身的作用﹐會釋放出引力能﹐引力能變成X射綫從吸積盤表面輻射出來。釋放的總能量和輻射能譜同物質從外邊界上流到盤內的吸積率有關。具有強磁場的緻密星(如中子星)附近的吸積運動要受到磁場的控製。如果緻密星自轉不很迅速﹐則吸積可以穩定進行。這時﹐下落的物質將沿著吸積漏鬥內的磁力綫落到磁極區﹐並獲得0.2～0.3m ec (m e為電子靜止質量﹔c 為光速)的動能。它與緻密星表面相撞﹐形成熱斑﹐使很大一部分能量轉變為X射綫輻射。這時﹐如果緻密星的轉軸與磁軸並不重合﹐那麽由它表面發射的X射綫﹐可以具有規則的脈衝周期﹐武仙座X-1就屬於這種情況。 |
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