dottorato di ricerca il candidato GUO Yunlang e il Prof. WANG Bo degli Osservatori dello Yunnan dell'Accademia delle scienze cinese hanno studiato la formazione di pulsar vedova nera attraverso binari a raggi X ultracompatti (UCXB) con compagni di stelle He.

Questo lavoro è stato pubblicato in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .

Le pulsar di millisecondo (MSP) sono vecchie pulsar radio con periodi di rotazione inferiori a 30 ms. Le MSP a eclisse hanno periodi orbitali che vanno da circa 0,1 a 1,0 giorni e le loro stelle compagne vengono private di materiale dalla radiazione pulsante della pulsar, come se fossero ragni che cannibalizzassero le loro compagne. Pertanto, gli scienziati chiamano questi MSP eclissanti vedove nere (BW) e redback (RB).

I BW hanno compagni con masse inferiori a 0,05 M_☉ (la massa del Sole), mentre le RB hanno compagni con masse comprese tra 0,1 e 1,0 M_☉ . È stato suggerito che i BW possano essere il collegamento evolutivo tra le pulsar di raggi X in accrescimento e gli MSP isolati, in cui il compagno viene ablato dal raggio γ e dalle particelle energetiche emesse dagli MSP.

Osservazioni recenti indicano che i BW possono essere suddivisi in due sottotipi:uno è i BW con massa compagna (M₂ ) nell'intervallo 0,01–0,05 M_☉ , mentre l'altro sottotipo ha M₂ ≤ 0,01 M_☉ . Il primo sottotipo può essere spiegato dalla radiazione pulsar che fa evaporare le stelle normali. Tuttavia, l'origine del secondo sottotipo non è ben compresa.

In questo studio, i ricercatori hanno esplorato l'origine dei BW con M₂ ≤ 0,01 M_☉ considerando il processo di evaporazione basato sul canale UCXB.

Hanno calcolato l'evoluzione a lungo termine dei sistemi stellari NS+He considerando diverse masse di stelle He ed efficienze di evaporazione. Le efficienze di evaporazione influenzeranno il percorso evolutivo del sistema binario quando inizierà il processo di evaporazione. La massa della stella He diminuirà più velocemente e le orbite binarie si allargheranno più rapidamente all'aumentare dell'efficienza di evaporazione, grazie all'evaporazione più efficiente.

Hanno scoperto che i BW con M₂ ≤ 0,01 M_☉ può essere spiegato dal canale UCXB con He star compagni. Per riprodurre ulteriormente le proprietà dei BW, hanno considerato diversi parametri di input per i modelli iniziali. Le proprietà BW possono essere riprodotte bene utilizzando efficienze di evaporazione appropriate e periodi di rotazione NS iniziali.

Inoltre, hanno scoperto che la massa delle stelle compagne He può diminuire a <0,001 M_☉ o anche <10 ^-5 M_☉ nel tempo di Hubble. Studi precedenti hanno suggerito che il compagno degenerato He subirà l'interruzione della marea prima che la massa del compagno diminuisca a 0,004 M_☉ . Pertanto, i BW attraverso il canale UCXB con compagni di stelle He sono i potenziali progenitori di MSP isolati. Inoltre, hanno scoperto che il numero di MSP isolati attraverso questo canale è compreso tra 10 e 80.

Questo lavoro spiega la formazione di BW con M₂ ≤ 0,01 M_☉ e ha proposto un canale di formazione alternativo per la produzione di MSP isolati. + Esplora ulteriormente

I ricercatori spiegano la formazione di pulsar di millisecondi con lunghi periodi orbitali