超致密X射线双星候选体47 Tuc X9的HST光谱与计时分析

为确认超致密X射线双星候选体47 Tuc X9中供体星的性质，我们利用哈勃空间望远镜/空间望远镜成像光谱仪获取了光学光谱（3,000$-$10,000 {\AA}）。我们在X9的光谱中未发现强发射或吸收特征。特别地，我们对H$\alpha$与HeII $\lambda 4686$发射线等值宽度给出$3\sigma$上限：分别为$-$EW$_{\mathrm{H\alpha}} \lesssim 14$ {\AA}与$-$EW$_{\mathrm{HeII}} \lesssim 9$ {\AA}。这远低于类似X射线光度下典型X射线双星的值（对于$L_{\mathrm{2-10 keV}} \approx 10^{33}-10^{34}$ erg s$^{-1}$，通常为$-$EW$_{\mathrm{H\alpha}} \sim 50$ {\AA}）。这支持我们此前的建议（Bahramian等人提出）即X9中具有贫氢供体。我们对档案远紫外、$V$与$I$波段数据进行计时分析以搜寻周期。在光学波段我们恢复了最初在X射线中发现的七天超轨道周期，但未恢复轨道周期。在远紫外我们发现27.2分钟周期的证据（短于X射线中看到的28.2分钟周期）。我们发现中子星或黑洞均可解释X9的观测性质。我们还进行了双星演化计算，表明在球状星团早期形成初始黑洞/氦星双星，可通过引力波辐射驱动的质量转移演化为如X9的现今系统（若该系统中的致密天体确为黑洞）。