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X射線雙星是一類發出明亮X射線輻射的雙星,雙星系統中有一顆為緻密星[1],通常為中子星或黑洞。它們的典型光度在1036-1038爾格/秒之間,比太陽全波段的光度高3到5個數量級。X射線雙星在靠近銀心和銀盤的方向分布比較集中,在球狀星團中也有分布。

發射X射線的子星的性質﹐可以通過X射線的脈動周期和估計質量來推測﹐大多數學者都認為X射線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系列的證認工作﹐已經確認為雙星的X射線源有﹕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﹑天蠍座X-1﹑天鵝座X-3和圓規座X-1等。其中最引人注目的是武仙座X-1和天鵝座X-1。

發現

1960年代,人們利用火箭和氣球確定了大約30個X射線源。1964年薩佩特和澤爾多維奇等人提出銀河系X射線源是雙星系統中的中子星或者黑洞的吸積過程產生的。最早證認的X射線雙星是半人馬座X-3和武仙座X-1。20世紀70年代,烏呼魯衛星觀測到了它們具有X射線脈衝,周期分別為4.84秒和1.24秒,並且經歷數天的周期性變化。X射線脈衝星[2]發現後,提出了密近雙星的模型解釋這種現象,脈衝的周期性變化是由於雙星相互掩食而產生的。這種說法已經得到廣泛承認。

截至2006年,人們已經在銀河系內發現了超過300個X射線雙星。錢德拉X射線天文台還在河外星系中發現了X射線雙星。

分類

根據伴星的質量,X射線雙星大體上可以分為高質量X射線雙星和低質量X射線雙星兩類。

低質量X射線雙星

低質量X射線雙星的主星是一顆緻密星(中子星或黑洞),伴星的質量較低,通常小於1倍太陽質量,軌道周期從數分鐘到數百天不等。其X射線輻射是由於伴星充滿了洛希瓣,部分物質被主星所吸積所致,這叫做「洛希瓣盛溢」。它們的X射線譜較軟,少數有表現為X射線脈衝,多數有X射線暴和准周期震盪現象,並且很少發生交食。低質量X射線雙星的大部分輻射以X射線的形式釋放出來,因此在天空中屬於較明亮的X射線源,但在可見光波段很暗淡,視星等大約在15到20等。這類雙星截至2006年已經在銀河系中發現了大約100顆,其中有13顆位於球狀星團中。它們沿銀河系核球的方向和球狀星團中分布比較集中,而在銀盤上則很彌散,屬於年齡10年的年老星族。

高質量X射線雙星

高質量X射線雙星的伴星是一顆緻密星,主星為大質量恆星(多數高於10倍太陽質量),光譜型多為O、B型,通常為有明顯氫發射線的B型星或超巨星。這類雙星的X射線輻射是由於主星吹出的星風被伴星所俘獲,並下落到伴星表面而發出的。高質量X射線雙星在可見光波段的光度通常大於X射線光度,光學光度主要是由主星貢獻的,而X射線輻射則主要由伴星(緻密星)所貢獻。其X射線譜的特點是較硬,時變特性變現為正常的X射線脈衝,多數出現交食,沒有X射線暴。它們的空間分布沿銀盤方向比較集中,屬於年齡小於10年的年輕星族。

視頻

X射線雙星 相關視頻

雙星系統中的特殊一類,X射線雙星都是緻密星

參考文獻

  1. 緻密星,道客巴巴,2015-06-19
  2. 三、X射線脈衝星,個人圖書館,2018-11-23