算出雙星毫秒脈沖星的質(zhì)量:1.5倍和1.34倍太陽(yáng)質(zhì)量!

通過計(jì)時(shí)觀測(cè),天文學(xué)家測(cè)量了兩顆被命名為PSR J1949+3106和PSR J1950+2414雙星毫秒脈沖星(MSPs)的質(zhì)量。為了揭示這兩個(gè)天體的演化狀態(tài),這些結(jié)果可能是至關(guān)重要的,在發(fā)表在《arXiv》上的一篇研究論文詳細(xì)介紹了這項(xiàng)研究。

脈沖星是高度磁化的旋轉(zhuǎn)中子星,能發(fā)射電磁輻射束。最快速旋轉(zhuǎn)的脈沖星,其旋轉(zhuǎn)周期小于30毫秒,被稱為毫秒脈沖星(毫秒脈沖星)。

天文學(xué)家認(rèn)為,毫秒脈沖星是在雙星系統(tǒng)中形成,當(dāng)最初質(zhì)量較大的組分變成中子星,然后由于次級(jí)恒星物質(zhì)的吸積而旋轉(zhuǎn)起來。到目前為止,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超過一半的已知毫秒脈沖星有恒星伴星。PALFA利用阿雷西博305米望遠(yuǎn)鏡和ALFA多波束接收器,對(duì)1.4 GHz的射電脈沖星進(jìn)行了大規(guī)模探測(cè),發(fā)現(xiàn)了近200顆脈沖星。德國(guó)波恩普朗克射電天文研究所的朱偉偉(音譯)領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)決定仔細(xì)觀察:

在2012年和2013年分別探測(cè)到的PSR J1949+3106和PSR J1950+2414這兩顆脈沖星。研究的主要目的是更精確地測(cè)量這兩個(gè)系統(tǒng)的固有運(yùn)動(dòng),以及測(cè)量這些天體及其伴星的質(zhì)量。在這項(xiàng)研究中,展示了PSRs J1949+3106和J1950+2414的定時(shí)觀測(cè)結(jié)果,這兩顆雙星毫秒脈沖星是在阿雷西博阿爾法脈沖星觀測(cè)(PALFA)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)的。研究小組對(duì)兩顆脈沖星的初步觀測(cè)證實(shí):

只要有足夠的時(shí)間數(shù)據(jù),就有可能進(jìn)行精確質(zhì)量測(cè)量。通過分析阿雷西博天文臺(tái)和北美納赫茲引力波天文臺(tái)(NANOGrav)的數(shù)據(jù)集,天文學(xué)家能夠?qū)@兩顆脈沖星的正確運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確計(jì)算,從而揭示出這兩顆脈沖星的質(zhì)量。根據(jù)該研究,脈沖星PSR J1949+3106的質(zhì)量約為1.34倍太陽(yáng)質(zhì)量,而它的伴星質(zhì)量估計(jì)約為0.81倍太陽(yáng)質(zhì)量。

觀測(cè)結(jié)果表明,PSR J1950+2414的質(zhì)量大于PSR J1949+3106,后者的質(zhì)量約為1.5倍太陽(yáng)質(zhì)量,然而伴星的質(zhì)量相對(duì)較低,只有0.28個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。推導(dǎo)出的質(zhì)量,加上對(duì)適當(dāng)運(yùn)動(dòng)的計(jì)算,使研究小組能夠?qū)@兩個(gè)天體的演化史得出初步的結(jié)論。PSR J1949+3106很可能是低踢超新星的產(chǎn)物;PSR J1950+2414屬于一類新的偏心毫秒脈沖星雙星,其形成機(jī)制未知。

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參考期刊《arXiv》
Cite: arXiv:1907.05046
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