黑寡妇双星演化：被烧蚀星风驱动的磁制动

黑寡妇是密近双星系统，其中一颗毫秒脉冲星由一颗质量约为太阳百分之几的伴星绕转。有观点认为，脉冲星自转供能的 $\gamma$ 射线光度会逐渐蒸发伴星，最终留下一颗孤立毫秒脉冲星。蒸发效率由 outflow 在动力学时标上被通量 $F$ 加热到的温度 $T_{\rm ch}\propto F^{2/3}$ 决定。对于充满洛希瓣的伴星，蒸发效率最高。在这种情况下，外流由 L1 点周围角度为 $\theta_g\sim (T_{\rm ch}/T_g)^{1/2}$ 的帽状区域主导，蒸发时间为 $t_{\rm evap}=0.46(T_{\rm ch}/T_g)^{-2}\textrm{ Gyr}$，其中 $T_g>T_{\rm ch}$ 为伴星的位力温度。我们将模型应用于观测到的黑寡妇种群——过去十年间该种群已大幅扩充——考虑了各系统的轨道周期、伴星质量和脉冲星自转减速功率。虽然最初的（Fruchter 等人 1988）黑寡妇在数 Gyr 时标上蒸发其伴星，但仅靠直接蒸发太弱，无法解释整体种群。我们转而提出，蒸发风与伴星磁场耦合，从双星中带走角动量，并维持稳定的洛希瓣溢出。虽然更强的风携带更多质量，但它也减小了阿尔文半径，使得这种间接磁制动机制对通量的依赖更弱：$t_{\rm mag}\propto t_{\rm evap}^{1/3}$。这减小了观测系统演化时间的散布，从而更好地解释了黑寡妇与孤立毫秒脉冲星的总体种群。