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由脉冲星辐照与持续磁制动形成的黑寡妇系统

高能天体物理现象 2020-12-07 v2 太阳与恒星天体物理

摘要

黑寡妇是毫秒脉冲星,拥有质量为太阳百分之几的低质量伴星,轨道周期数小时。这些伴星大概是主序星遗迹,其质量通过洛希瓣溢流与宿主脉冲星高能辐射的烧蚀共同损失。虽然烧蚀本身太弱而不能显著减小伴星质量,但烧蚀风与其磁场耦合,移除轨道角动量,从而维持稳定的洛希瓣溢流。我们使用 MESA 恒星演化代码并结合解析估计,追踪初始主序伴星在此烧蚀驱动磁制动下被减至原质量一小部分的过程。我们论证磁制动即便对低质量伴星也有效。我们模型的关键成分是脉冲星辐照光度 LirrL_{\rm irr} 在伴星大气中沉积能量,从而减缓其开尔文-亥姆霍兹冷却。我们发现 Fermi 测得的高能光度 Lirr=0.13LL_{\rm irr}=0.1-3\,{\rm L}_\odot 可解释黑寡妇轨道周期的范围。同一 LirrL_{\rm irr} 范围重现了伴星夜侧温度(由光学光变曲线推断聚集于 3000 K 附近)。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.06506,
  title  = {Black widow formation by pulsar irradiation and sustained magnetic braking},
  author = {Sivan Ginzburg and Eliot Quataert},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.06506},
  year   = {2020}
}

备注

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