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具有不同质量吸积率和燃料组成的双峰 I 型 X 射线暴

高能天体物理现象 2024-03-07 v1

摘要

使用 MESA 代码,我们对双峰 I 型 X 射线暴的可用参数空间进行了详细调查。我们发现,当金属丰度 Z=0.01Z=0.01 时,双峰结构出现在质量吸积率 M˙\dot{M} 约为 (48)×1010M/yr(4-8)\times10^{-10}\,M_{\odot}/{\rm yr} 的范围内,而当 Z=0.05Z=0.05 时,出现在约为 (48)×109M/yr(4-8)\times10^{-9}\,M_{\odot}/\rm{yr} 的范围内。金属丰度影响的计算表明,当 M˙=5×1010M/yr\dot{M}=5\times10^{-10}\,M_{\odot}/\rm{yr}Z0.005Z\lesssim0.005 时,以及当 M˙=5×109M/yr\dot{M}=5\times10^{-9}\,M_{\odot}/\rm{yr}Z0.04Z\lesssim0.04 时,双峰将消失。此外,还探讨了底部加热 QbQ_{\rm b} 以及核反应等待点:22Mg^{22}\rm{Mg}26Si^{26}\rm{Si}30S^{30}\rm{S}34Ar^{34}\rm{Ar}56Ni^{56}{\rm Ni}60Zn^{60}\rm Zn64Ge^{64}\rm{Ge}68Se^{68}\rm{Se}72Kr^{72}\rm{Kr} 的影响。两个峰的亮度随着 QbQ_{\rm b} 的增加而降低。68Se(p,γ)69Br^{68}{\rm Se}(p,\gamma){^{69}{\rm Br}} 是最敏感的反应;假设 56Ni(p,γ)57Cu^{56}{\rm Ni}(p,\gamma)^{57}{\rm Cu}64Ge(p,γ)65As^{64}{\rm Ge}(p,\gamma)^{65}{\rm As} 的反应速率被低估了 100 倍,且 22Mg(α,p)25Al^{22}{\rm Mg}(\alpha,p)^{25}{\rm Al} 的反应速率被高估了 100 倍,则双峰消失,这表明 22Mg^{22}{\rm Mg}56Ni^{56}{\rm Ni}64Ge^{64}{\rm Ge}68Se^{68}\rm{Se} 可能是最重要的核等待点阻碍因素。与来自 4U 1636-53 和 4U 1730-22 的双峰暴的比较表明,双峰 I 型 X 射线暴的核起源难以解释观测到的较大峰值时间(tp,14st_{\rm p,1}\gtrsim4\,{\rm s}tp,28st_{\rm p,2}\gtrsim8\,{\rm s})和较小的峰值比(r1,20.5r_{1,2}\lesssim0.5)。双峰暴的灰烬组成与单峰暴非常不同,尤其是对于较重的 p-核素。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.03697,
  title  = {The double-peaked type I X-ray bursts with different mass accretion rate and fuel composition},
  author = {Liyu Song and Helei Liu and Chunhua Zhu and Guoqing Zhen and Guoliang Lv and Renxin Xu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.03697},
  year   = {2024}
}

备注

10 pages, 13 figures, 5 tables, accepted for publication in MNRAS