云南天文台揭示黑寡妇脉冲星M71E形成新路径

云南天文台揭示黑寡妇脉冲星M71E形成新路径

中国科学院云南天文台近期在毫秒脉冲双星领域取得重要进展，为最短轨道周期黑寡妇脉冲星M71E提供了一种新的形成通道。这一研究成果已发表在国际期刊《皇家天文学会月刊》上。

毫秒脉冲双星是一类重要的天体，其自转周期一般小于30毫秒，仅能在微波或X射线的电磁波频谱上被观察到。它们通过长期吸积伴星的物质和角动量，来加快自身的转速，最终使自转周期达到毫秒量级，并导致表面磁场强度下降，这被称为脉冲星再循环过程。对毫秒脉冲星的研究，可用来限制中子星的物态方程。此外，短轨道周期毫秒脉冲双星，也是重要的低频引力波源。

毫秒脉冲星的脉冲辐射蒸发伴星示意图。 云南天文台供图

此前，通过银道面脉冲星巡天项目，中国天眼FAST射电望远镜发现了最短轨道周期的毫秒脉冲星M71E，其轨道周期仅为53分钟，伴星质量约为0.01倍太阳质量。如此低的轨道周期和伴星质量，意味着该系统可能起源于极致密X射线双星的演化。同时，它们属于一类特殊的毫秒脉冲双星，即黑寡妇毫秒脉冲星。其伴星被脉冲星的脉冲辐射所烧蚀、蒸发，并逐渐被剥离掉物质。

基于2021年提出的极致密X射线双星的“中子星+氦星”模型等研究成果，中国科学院云南天文台研究员王博与南京大学郭云浪博士等人，此次进一步考虑了伴星的蒸发过程。由于M71E可能位于M71球状星团，研究人员在计算中考虑了低金属丰度对演化轨迹的影响。

研究结果表明，应用该方法可解释M71E的系统特征，并指出该脉冲双星系统将终因中子星与伴星合并，演化成为孤立毫秒脉冲星。