缓慢吸积中弱型脉冲
高能天体物理现象
2025-06-23 v1
摘要
几乎所有观察到的热核X射线脉冲都被认为是由三α过程的热不稳定性触发的。与吸积白矮星不同，>10^8 K的包层温度迫使氢燃烧通过β受限的、热力学上稳定的热CNO循环进行。最近对SAX J1808.4-3658观察到的弱X射线脉冲进行了研究，这些脉冲发生在氢吸积爆发开始后1-3天内，引发关于这些脉冲是否由类似于经典 nova的热不稳定氢点燃触发的疑问。我们使用恒星演化代码MESA探索缓慢吸积的中氢燃烧的不稳定点燃。对于太阳金属丰度，燃烧不够旺盛以产生对流，脉冲上升是在包层热时间尺度上进行的，氢在数小时内被消耗。对于提升的金属丰度（Z≳0.06）， however，初始质子俘获 onto CNO核加热包层足以驱动对流并产生亮度的尖锐峰值。这一峰值可匹配SAX J1808.4-3658脉冲的峰值。在此峰值之后，氢燃烧以仅由点燃深度和CNO丰度所决定的速率稳定下来。这种准稳态燃烧产生持续数小时的高亮度尾部，直至氢耗尽。对尾部亮度和持续时间的观测可测量吸积物的氢和金属丰度，而峰值-尾部亮度之比的无距离依赖性质表明在对流之前存在显著的金属丰度梯度。
引用
@article{arxiv.2506.15818,
title = {Weak Bursts on Slowly Accreting Neutron Stars},
author = {Sierra Casten and Simon Guichandut and Andrew Cumming and Edward F. Brown},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.15818},
year = {2025}
}
备注
12 pages, 8 figures with 1 linked to an animated figure