当中子星P13经历超临界吸积时,其X射线亮度与自转速度呈现出剧烈波动,这为研究致密天体如何“吞噬”物质提供了罕见的线索。

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当气体因强大引力(这一过程称为吸积)落向中子星或黑洞等致密天体时,会发出电磁波。高灵敏度观测已发现了一些具有极高X射线亮度的天体。对于这种超常亮度,一种可能的解释是,有异常大量的气体通过一个名为超临界吸积的过程落向致密天体。然而,超临界吸积的机制仍不明确。

研究团队重点关注了NGC 7793 P13(以下简称P13),这是一个处于超临界吸积状态的中子星,位于NGC 7793星系(距离地球约1000万光年)。当气体落向中子星时,会在其磁极处形成一个柱状结构(称为吸积柱),据信强烈的X射线正是从此处发出。随后,可以探测到伴随中子星自转的相干X射线脉冲。根据先前研究,P13的自转周期为0.4秒,且具有恒定的加速率。此外,其亮度在约10年内变化超过了两个数量级。自转速度和亮度都是估算气体吸积量的有效参数,但此前并未在P13上发现二者之间的关系。

研究团队利用XMM-牛顿钱德拉NuSTARNICER的存档数据,调查了P132011年到2024年间X射线亮度和自转周期的长期演变。研究发现,P132021年处于一个暗淡期,并于2022年开始再次变亮。到2024年,其亮度达到了一个高水平,比2021年高出两个数量级以上。此外,在2022年的重新增亮阶段,其自转速度的加速率增加了2倍,并且这一状态一直持续到2024年。这一结果表明,X射线亮度与自转速度之间存在关联,并且吸积系统在暗淡期发生了改变。随后,研究团队聚焦于脉冲现象并进行了详细分析。分析表明,吸积柱的高度随着长达10年的流量调制而发生了变化。这些结果有望成为揭示超临界吸积机制的关键线索。


文章标签: #中子星 #超临界吸积 #X射线 #天体物理 #脉冲星

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