吸积态下的双星毫秒脉冲星 PSR J1023+0038 —— I. 光学变率

我们给出了双星毫秒‘红背’脉冲星 PSR J1023+0038（=AY Sex）在其低质量 X 射线双星阶段的时间分辨光学测光。2014 年 1 月至 4 月拍摄的光变曲线显示出由于被辐照的伴星和吸积盘引起的底层正弦调制。我们还观测到叠加的快速耀发，时间尺度短至约 20 s，振幅约 0.1-0.5 mag，以及额外的大耀发事件，时间尺度约 5-60 min，振幅约 0.5-1.0 mag。光学耀发光变曲线的功率密度谱由红噪声分量主导，这是 X 射线双星中非周期活动的典型特征。Swift 卫星的同步 X 射线和 UV 观测揭示了强相关性，与 UV 光的 X 射线再处理一致，最可能发生在吸积盘的外区。在某些夜晚，我们还观测到边缘锐利、矩形、平底的凹陷，随机分布在轨道相位中，中位持续时间约 250 s，中位进入/退出时间约 20 s。这些矩形凹陷类似于在其他红背毫秒脉冲星的 X 射线光变曲线中观测到的吸积盘‘活跃’与‘被动’光度状态之间的模式切换行为。这是首次观测到 X 射线模式切换的光学类似物。被动和活跃状态光变曲线的性质可以用靠近共转半径的捕获内吸积盘的团块吸积来解释，从而产生矩形、平底的光学和 X 射线光变曲线。