近日，河南師范大學(xué)電波研究院科研人員趙偉濤博士，與中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)孟祥存研究員以及中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)崔英朕博士在超軟X射線源領(lǐng)域取得新進(jìn)展。他們通過(guò)模擬在熱力學(xué)時(shí)標(biāo)下的伴星在周期性X射線輻照下的反饋，成功獲得了周期性變化的物質(zhì)轉(zhuǎn)移速率。此周期性的物質(zhì)轉(zhuǎn)移再現(xiàn)了超軟X射線源準(zhǔn)周期性變化的光變曲線，這為解釋超軟X射線源準(zhǔn)周期性的光變曲線起源提供了一種新的途徑。國(guó)際科學(xué)期刊《天體與天體物理學(xué)》（Astronomy & Astrophysics）近日以“Irradiation-driven mass transfer for massive companion stars in supersoft X-rays sources”為題發(fā)表了這一成果，河南師范大學(xué)為第一單位。

　　現(xiàn)在，人們正在利用Ia型超新星作為標(biāo)準(zhǔn)燭光來(lái)測(cè)量宇宙學(xué)的參數(shù)，從而檢驗(yàn)暗能量物態(tài)方程隨時(shí)間的演變。但是，目前Ia型超新星的前身星仍然不清楚，這可能會(huì)阻礙精確宇宙學(xué)的發(fā)展。超軟X射線源被認(rèn)為是最可能的Ia型超新星的前身天體。超軟X射線源是由一顆白矮星和一個(gè)大質(zhì)量的主序伴星組成。白矮星穩(wěn)定地吸積來(lái)自伴星的物質(zhì)，不斷增加自身質(zhì)量，直到其質(zhì)量達(dá)到錢德拉塞卡質(zhì)量極限，從而發(fā)生Ia型超新星爆炸。超軟X射線源的光變曲線表現(xiàn)出明暗交替的準(zhǔn)周期性變化。然而，超軟X射線源的這種準(zhǔn)周期性變化光變曲線的成因仍然不清楚。

　　前人在研究這種準(zhǔn)周期性光變曲線的成因時(shí)，都忽略了超軟X射線對(duì)伴星的輻照作用。為此，研究人員提出通過(guò)超軟X射線周期性照射伴星，導(dǎo)致伴星周期性地膨脹和收縮。因此，雙星物質(zhì)轉(zhuǎn)移速率周期性地增大和減小。物質(zhì)轉(zhuǎn)移速率的變化導(dǎo)致白矮星光球?qū)映霈F(xiàn)周期性的膨脹和收縮（見(jiàn)圖1），進(jìn)而出現(xiàn)周期性的X射線流量變化。通過(guò)模擬，他們很好地再現(xiàn)了周期性變化的物質(zhì)轉(zhuǎn)移速率以及超軟X射線源的光變曲線（見(jiàn)圖2）。這一結(jié)果提供了新的途徑來(lái)解釋超軟X射線源中準(zhǔn)周期性光變曲線的起源，同時(shí)也為Ia型超新星前身星研究提供了一個(gè)新的研究思路。

該研究成果受到了中國(guó)科學(xué)院西部之光交叉團(tuán)隊(duì)專項(xiàng)以及國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

圖1. X射線周期性輻照伴星示意圖

圖2. (a) 觀測(cè)上超軟X射線源的光變曲線；(b) 本研究成果中的白矮星吸積模型理論光變曲線； (c) 模擬中白矮星的物質(zhì)轉(zhuǎn)移速率；(d) 本研究成果中的物質(zhì)轉(zhuǎn)移速率曲線。

論文鏈接如下：

Zhao, W., Meng, X., Cui, Y. (2024), Irradiation-driven mass transfer for massive companion stars in supersoft X-rays sources. Astronomy & Astrophysics, 690, A177. https://doi.org/10.1051/0004-6361/202449314

撰稿| 趙偉濤

編輯| 劉陽(yáng)坤

審核| 趙志軍