软X射线暂现源

科技工作者之家 2020-11-17

软X射线暂现源(英语:Soft X-ray transient,缩写:SXT)是某种类型的致密天体和某种类型的正常低质量天体(即质量仅为太阳质量分数的天体)。这些天体显示出低能量级别,或软X射线辐射,但有时会经由正常恒星向致密的伴星输出质量而改变。实际上,致密天体"吞噬"正常恒星和辐射出X射线,是此一过程的最佳写照。

简介软X射线暂现源(英语:Soft X-ray transient,缩写:SXT)是某种类型的致密天体和某种类型的正常低质量天体(即质量仅为太阳质量分数的天体)。这些天体显示出低能量级别,或软X射线辐射,但有时会经由正常恒星向致密的伴星输出质量而改变。实际上,致密天体"吞噬"正常恒星和辐射出X射线,是此一过程的最佳写照。

软X射线暂现源半人马座 X-4和天鹰座 X-1是日本的白鸟卫星最先发现的。

典型的SXT通常非常微弱,或甚至无法观测到,它们在X射线和可见光波长的视星等大约是20等,这就是在所谓的"静止"状态。

在"爆发"状态下,系统的亮度在X射线和可见光都会增加100-10000倍。在爆发时,SXT是在X射线天空中最亮的天体,和视星等约为12。SXT爆发的时间间隔是数十年或更久,所以迄今只有几个系统有两次或更多次爆发的纪录。系统会在几个月内消退和归于平静,在大爆发的期间,输出的X射线是软或低能量的X射线,因此称为软X射线暂现源。

SXT是非朝罕见的,已知的系统只有约100个,被归类为低质量X射线联星。典型的SXT包含一颗K型巨星,和一个有吸积盘的致密天体,在某些情况下这个致密天体是中子星,但更常见的是黑洞。在系统爆发后可以测定致密天体的种类,如果是中子星可以观察到后续的中子星表面热排放,但是黑洞就不会有剩余的排放。在"静止"状态,质量逐渐在吸积盘内累积,在爆发期间,大多数的吸积盘会落入黑洞里去。当吸积盘的密度超过某一临界值时就会触发爆炸。高密度会增加黏滞度,结果是加热了吸积盘。温度升高使气体电离,也会增加黏滞度,使吸积盘变得不稳定,并扩及整个吸积盘。当不稳定传达到吸积盘的内侧,X射线的光度开始上升并且向外突出。外盘被增强的辐射进一步的加热,于是类似失控的加热机制运作成为矮新星。1

激变变星激变变星Cataclysmic variable star,CV),是拥有一颗白矮星和伴星的双星系统(参考双子座U),这颗伴星通常是红矮星,但有些情况下它也可以是一颗白矮星或正在演化成次巨星。截止2006年2月1日,已经有超过1600颗激变变星被发现。http://archive.stsci.edu/prepds/cvcat/index.html(此目录下的激变变星数据于2006.02.01日起冻结不再更新。)

以观测的观点来看,激变变星很容易被发现。它们通常是相当蓝的天体,而大多数的天体都是偏红的;这些系统的变化经常是相当强且快速的,强烈的紫外线甚至是X射线和一些特有的发射线是这类变星的典型产物。

这两颗星非常靠近,以至于白矮星的引力可以扭曲伴星,并且白矮星可以从伴星吸积物质。因此,伴星经常会被称为施主星,失去的物质会在白矮星的周围形成吸积盘,强烈的紫外线和X射线经常从吸积盘发射出来。吸积盘也是不稳定的,当盘内的部分物质落至白矮星时,会导致矮新星的爆发。

在吸积的过程中,物质在白矮星的表面累积。而因为施主星通常含有丰富的氢,在多数的情况下,吸积层最底部的密度和温度终将上升达到足够点燃核聚变的反应。反应在短时间内将数层体积内的氢燃烧成氦,外面的产物和数层的氢会被抛入星际空间内,这就被看成是新星的爆发。如果吸积的过程持续进行的足够久,白矮星的质量将会达到钱德拉塞卡极限,内部增加的密度可能点燃已经死寂的碳,融合并触发Ia超新星的爆炸,将白矮星完全的摧毁。

激变变星可以细分成几个次级的群组,经常是以一颗明亮的原型特征为典型为来命名。这些群组可能会有些重叠,包括天鹅座SS、双子座U、鹿豹座Z、大熊座SU、武仙座AM、武仙座DQ、天蝎座VY、猎犬座AM和六分仪座SW。

在某些情况下白矮星的磁场会强到足以打乱、甚至完全阻碍了吸积盘的形成。在强烈磁场下的可见光会显示出强烈和易变的极化,因此有时称为中度极化(在吸积盘只有部分被摧毁的情况)或高度极化(在阻碍吸积盘形成的情况下)。如同在早先就提到的,变星类型习惯以知名的原型星命名,高度极化和中度级化的分别被以相关的武仙座AM和武仙座DQ来命名。1

本词条内容贡献者为:

李嘉骞 - 博士 - 同济大学

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