云南天文台银河系超软X射线源研究获进展

近日，中国科学院云南天文台双星与变星研究团组博士研究生臧蕾和钱声帮研究员等完成的关于银河系超软X射线源研究的最新成果，发表在《英国皇家天文学会月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上。该工作基于空间望远镜TESS测光数据发现，超软X射线源天箭座V的连续轨道光变曲线存在奇特的无规律变化，首次揭示了超软X射线源周围很可能存在分布不均匀的星周物质和不规则的物质损失。同时，该研究分析了这颗双星的轨道周期变化，在非守恒物质转移的情况下，给出了物质转移率的大致范围。

超软X射线源是最可能的Ia型超新星的前身天体，是由一颗致密的大质量白矮星主星和一颗主序星（或巨星等）组成的激变双星。白矮星通过吸积盘不断吸积来自伴星的物质而使其质量不断增大（图1），当质量达到钱德拉塞卡质量极限时会产生Ia型超新星爆发。天箭座V是银河系中发现的一颗掩食的超软X射线源。为进一步探究这颗双星的物质交流及其导致的轨道演化过程，研究利用云南天文台一米望远镜对其进行监测，获得其掩食极小时刻，并结合空间望远镜TESS的连续轨道光变曲线，剖析该系统的轨道周期变化（图2），分析结果显示其轨道周期存在一个长期减小的趋势，说明较大质量的伴星正以热时标向白矮星转移物质，同时，存在吸积盘风导致的物质损失带走了系统角动量。

基于对轨道周期变化分析的结果，研究人员得出该系统最新的轨道周期变化率，并考虑在吸积盘风致使系统角动量损失的情况下，估算出物质转移率和物质吸积率的大致范围，推测该系统中白矮星主星将在至少一百万年后达到钱德拉塞卡质量极限继而很可能爆炸成Ia型超新星。另外，科研人员运用空间望远镜TESS观测得的连续光变曲线发现了奇特的无规律的短时标变化（图3），或是分布不均匀的星周物质的消光影响和/或吸积盘上频繁的活动所致，这使研究人员有机会更好地了解超软X射线源的物质转移及物质抛射过程，而这些变化的规律及更具体的成因需要进一步探索。

研究工作得到国家自然科学基金重点项目和面上项目，以及中科院“创新交叉团队”项目的支持。

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图1.超软X射线源示意图（图片来源：https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/objects/cvs/cvstext.html）

图2.天箭座V的轨道周期变化分析图。数据点呈开口向下的抛物线趋势，说明天箭座V的轨道周期正在减小

图3.空间望远镜TESS观测到的连续轨道光变曲线。相邻轨道周期间光变曲线呈现奇特变化