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近日，國際天文期刊《天體物理學雜志》（The Astrophysical Journal）發(fā)表了中國科學院云南天文臺雙星與變星研究團組博士研究生臧蕾和錢聲幫研究員等人對銀河系超軟X射線源研究的最新成果。該工作基于TESS空間望遠鏡和AAVSO數(shù)據(jù)庫的測光數(shù)據(jù)，確認了超軟X射線源半人馬座WX的軌道周期在長期持續(xù)減小，揭示了半人馬座WX的軌道演化是由次星磁星風或磁盤風驅(qū)使的。兩者單獨或共同作用引起的角動量損失驅(qū)使雙星系統(tǒng)的物質(zhì)從次星轉(zhuǎn)移到白矮星主星，當白矮星質(zhì)量達到錢德拉塞卡極限時，產(chǎn)生Ia型超新星爆炸。
超軟X射線源是最可能的Ia型超新星的前身天體，是由一顆致密的大質(zhì)量白矮星主星和一顆主序星（或者巨星等）構(gòu)成的激變雙星。白矮星通過吸積盤不斷吸積來自伴星的物質(zhì)而源源不斷地輻射超軟X射線，并使其質(zhì)量不斷增大（見圖1）而最終產(chǎn)生Ia型超新星爆炸。然而這類雙星中物質(zhì)轉(zhuǎn)移的物理機制仍不清楚。半人馬座WX是在銀河系中被發(fā)現(xiàn)的一顆掩食的超軟X射線源。為進一步研究這顆雙星的物質(zhì)交流轉(zhuǎn)移及軌道演化過程，研究人員使用空間望遠鏡TESS的連續(xù)軌道光變曲線，以及AAVSO數(shù)據(jù)庫收集的光變曲線，對該系統(tǒng)的軌道周期變化進行了詳細的分析研究（見圖2），揭示了其軌道周期存在一個長期減小的趨勢，雙星軌道在持續(xù)收縮。
根據(jù)前人的研究結(jié)果，當白矮星質(zhì)量約為0.9個太陽質(zhì)量時，其伴星質(zhì)量僅為0.6個太陽質(zhì)量，比白矮星的質(zhì)量要小。在角動量守恒的情況下，較小質(zhì)量的伴星向白矮星轉(zhuǎn)移物質(zhì)，軌道周期應(yīng)該持續(xù)增加，而不是減小。因此，研究人員考慮雙星系統(tǒng)中很可能存在強大的角動量損失機制，足以抵消雙星間物質(zhì)轉(zhuǎn)移產(chǎn)生的影響，且致使軌道持續(xù)收縮。這種角動量損失機制主要由雙星系統(tǒng)中各種風的磁滯作用構(gòu)成。對于半人馬座WX，風的來源可能是伴星的磁星風以及吸積盤的磁盤風。最終，研究人員通過計算得出：當伴星的阿爾芬半徑大于20個太陽半徑時，僅靠伴星的磁星風便足以支撐觀測到的軌道收縮速率；而當伴星的阿爾芬半徑小于20個太陽半徑時，則需要磁盤風的共同作用，且吸積盤的阿爾芬半徑不小于5.5個太陽半徑。這些結(jié)果對進一步研究Ia型超新星及其前身星的演化進程等提供了豐富的信息。
該研究工作得到國家自然科學基金重點項目等的資助。
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