双星系统与吸积课件.pptVIP

双星系统与吸积李向东，北京

中子星的能源能源观测表现热能年轻的冷却中子星射电脉冲星转动动能磁能强磁星引力势能核能吸积中子星吸积中子星的X射线暴

吸积中子星吸积通常发生在双星系统中nnn孤立中子星也可能有吸积过程吸积能否发生取决于中子星的转动、磁场和外部物质的密度、速度、温度等

中子星与周围物质的相互作用状态条件辐射能源转动动能观测表现射电脉冲星相RR射电脉冲星STLC超声速螺旋桨相RRC转动动能、暗弱X射线源引力势能M亚声速螺旋桨相RR,TT转动动能、暗弱X射线源引力势能MCMCR吸积相RR,TT引力势能明亮X射线源MCMCRR-stoppingradius,R-lightcylinderradius，STLCR-magnetosphereradius,R-corotationradiusMC

吸积方式（I）洛希瓣渗溢n

吸积方式（II）星风吸积（Bondi-Hoylewindaccretion）n

吸积能中子星和黑洞的吸积是宇宙中最有效的产能方式n定义产能效率为en核反应：e=0.007白矮星：e=10-4中子星：e=0.15黑洞：e=

X射线双星辐射温度介于黑体温度（光学厚情形）n和热温度（光学薄情形）之间辐射主要在X射线波段n

主要特征银河系中已发现超过300个X射线双星n主要分布在银道面、银心和球状星团中n

分类根据伴星性质的不同，X射线双星分为大质量、中等质量和小质量X射线双星n

观测特征特性大质量X射线双星小质量X射线双星伴星质量10Msun1Msun吸积方式风吸积、洛希瓣渗溢洛希瓣渗溢、风吸积中子星磁强（~1012G，脉冲辐弱（1010G，X射线暴）场射）光学辐射L/L~0.1-1000L/L~0.001-0.01optxoptx

大质量X射线双星（I）大质量X射线双星又可分为超巨星X射线双星和Be/X射线双星n

大质量X射线双星（II）持续源n超巨星X射线双星q暂现源nBe/X射线双星（硬X射线暂现源）q超巨星X射线双星（超巨星X射线快变源）q

X射线脉冲星

中子星磁场测定强磁场下电子共振散射产生的回旋线nE=11.6B/(1+z)keV012

X射线脉冲星的自转周期与轨道周期分布TheCorbetDiagram

脉冲周期的变化长期演化、短期突变

中子星与磁场的相互作用

小质量X射线双星

I型X射线暴（I）持续时间~10-100s，间隔时间~小时-天，光度~1036-1038erg/sn中子星表面的热核反应n4U1820-30

I型X射线暴（II）在衰减期X射线能谱可以用面积不变、温度变化的黑体谱描述n~2.3keV由此得到的黑体辐射半径可以估计中子星的大小nR=d(F/sT)41/2bbbol4U1724-30

时变特征来自中子星—脉冲辐射、热核暴振荡n来自吸积盘—准周期振荡n

脉冲辐射SAXJ1808-36584U1728-34

毫秒X射线脉冲星的发现有力支持了毫秒射电脉冲星的再循环理论ProgenitorbinarySN?radiopulsarLMXB(Recycled)mspulsar

准周期振荡现象振荡频率可以用来限制中子星的大小

理论解释差频模型n吸积盘相对论进动模型n吸积盘振动模型nMHD波动模型n

参考文献Accretionpowerinastrophysics,J,.Frank,A.R.King,Raine,D.CambridgeUniversityPress,2002nX-raybinaries,W.H.G.Lewin,J.vanParadijs,E.P.J.vandenHeuvel,eds.,CambridgeUniversityPress,1995nCompactstellarX-raysources,W.H.G.Lewin,M.vanderKlis,eds.CambridgeUniversityPress,2006n