通过吸积诱导坍缩形成红背蜘蛛脉冲星

我们研究了一类日益增多的双星毫秒脉冲星，称为红背蜘蛛脉冲星（redbacks）。在这些系统中，脉冲星的伴星质量介于 0.1 到约 0.5 个太阳质量之间，轨道周期小于 1.5 天。所有系统都显示出与双星周围物质相关的扩展射电食现象。它们不符合经典的中等质量 X 射线双星演化所预期的周期 - 伴星质量关系，在该演化中，伴星作为红巨星填充其洛希瓣，随后失去包层并冷却为白矮星。红背蜘蛛脉冲星的位置更接近激变变星和低质量 X 射线双星所遵循的周期 - 伴星质量关系，但通常具有更高的周期。为了作为脉冲星启动，中子星上的质量吸积必须足够弱，远弱于由磁制动或引力辐射驱动靠拢的低质量主序星伴星系统中的预期值。如果中子星是由接近钱德拉塞卡极限的白矮星经吸积诱导坍缩形成的，部分重子质量会突然转化为结合能而损失，导致其有效引力质量下降。我们提出，红背蜘蛛脉冲星形成于激变变星双星演化过程中的白矮星吸积诱导坍缩，因为引力质量的损失使得轨道突然扩张，导致伴星不再填充其洛希瓣。一旦激活，脉冲星可以烧蚀其伴星，从而进一步扩大轨道，并解释这类系统特有的脉冲星射电辐射中的扩展食现象。红背蜘蛛脉冲星所占据的整个周期 - 伴星质量空间均可通过这种方式被填充。