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常见包层天体中的再生脉冲星形成

高能天体物理现象 2026-01-09 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

我们系统研究了低质量和中间质量 X 射线二元星 (L/IMXBs) 的演化,这些二元星由一颗质量为 1.4M1.4\,M_{\odot} 的中子星 (NS) 和质量为 18M1-8\,M_{\odot} 的 donor star 组成。通过采用详细的 MESA 模拟,我们显示对于 donor 质量为 28M2-8\,M_{\odot} 的系统,质量转移可能是动力学不稳定的,导致常见包层 (CE) 相位。采用 CE 脱敏效率范围为 αCE=0.33.0\alpha_{\rm CE} = 0.3-3.0 的模型,我们发现 CE 脱钝相位 (CEDP) 后,二元星经常经历 CEDP,这在决定其最终轨道和组成属性方面发挥关键作用。具有初始 donor 质量 3.5M\gtrsim 3.5\,M_{\odot} 的系统主要演化为包含质量在 0.5M0.5\,M_{\odot}1.4M1.4\,M_{\odot} 之间的碳氧或氧镍白矮星 (WD) 的 NS 二元星。与包含 WD 伴星的观测脉冲星二进制星群比较,结果更符合较高的 CE 脱敏效率 (αCE=3.0\alpha_{\rm CE} = 3.0)。此外,我们证明了在 CEDP 以及随后的 Case BA/BB/BC 质量转移阶段,NS 可以吸积足够的物质 (0.01M\gtrsim 0.01\,M_{\odot}) 以有效地被再生为毫秒脉冲星。我们确定了两种能够再现观察到的毫秒脉冲星 PSR J1928+1815 具有氦星伴星特征的不同演化通道。我们的研究突出了 CEDP 在再生脉冲星形成中的重要性,并为二元演化中的 CE 脱敏效率提供了约束。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.04355,
  title  = {Formation of Recycled Pulsars in Common Envelope Binaries},
  author = {Yu-Dong Nie and Yong Shao and Jian-Guo He and Ze-Lin Wei and Shi-Jie Gao and Xiao-Jie Xu and Xiang-Dong Li},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.04355},
  year   = {2026}
}

备注

13 pages, 8 figures, accepted for publication in ApJ