Ph.D. kandidaten GUO Yunlang och prof. WANG Bo från Yunnan Observatories vid den kinesiska vetenskapsakademin undersökte bildandet av svarta änkepulsarer genom ultrakompakta röntgenbinärer (UCXB) med He-stjärnans följeslagare.

Detta arbete publicerades i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

Millisecond pulsars (MSP) är gamla radiopulsarer med spinperioder mindre än 30 ms. De förmörkande MSP:erna har omloppsperioder som sträcker sig från cirka 0,1 till 1,0 dagar, och deras följeslagare berövas material av pulsarens pulserande strålning, som om de är spindlar som kannibalerar sina följeslagare. Således namnger forskare dessa förmörkande MSP:er för svarta änkor (BWs) och redbacks (RBs).

BW har följeslagare med massa mindre än 0,05 M_☉ (solens massa), medan RB har följeslagare med massor i intervallet 0,1–1,0 M_☉ . Det har föreslagits att BW kan vara den evolutionära länken mellan de ackreterande röntgenpulsarerna och de isolerade MSP:erna, där följeslagaren ableras av y-strålen och de energiska partiklarna som emitteras av MSP:er.

Nyligen genomförda observationer indikerar att BW kan delas in i två undertyper:den ena är BW med följeslagare (M₂ ) inom intervallet 0,01–0,05 M_☉ , medan den andra undertypen har M₂ ≤ 0,01 M_☉ . Den första subtypen kan förklaras av pulsarstrålningen som förångar normala stjärnor. Ursprunget till den andra undertypen är dock inte väl förstått.

I denna studie undersökte forskarna ursprunget till BW med M₂ ≤ 0,01 M_☉ genom att överväga förångningsprocessen baserad på UCXB-kanalen.

De beräknade den långsiktiga utvecklingen av NS+He-stjärnsystem genom att överväga olika He-stjärnmassor och förångningseffektivitet. Förångningseffektiviteten kommer att påverka det binära systemets evolutionära spår när förångningsprocessen börjar. He-stjärnans massa kommer att minska snabbare och de binära banorna vidgas snabbare när förångningseffektiviteten ökar, på grund av den effektivare förångningen.

De fann att BWs med M₂ ≤ 0,01 M_☉ kan förklaras av UCXB-kanalen med He star companions. För att ytterligare reproducera egenskaperna hos BW, övervägde de olika ingångsparametrar för initiala modeller. BW-egenskaperna kan reproduceras väl genom att använda lämpliga förångningseffektiviteter och initiala NS-spinperioder.

Dessutom fann de att massan av He-stjärnas följeslagare kan minska till <0,001 M_☉ eller till och med <10 ^-5 M_☉ inom Hubble-tiden. Tidigare studier antydde att den degenererade följeslagaren He kommer att genomgå tidvattenavbrott innan följeslagarens massa minskar till 0,004 M_☉ . Därför är BW:erna genom UCXB-kanalen med He-stjärnans följeslagare potentiella stamfader till isolerade MSP:er. Dessutom fann de att antalet isolerade MSP:er genom denna kanal ligger i intervallet 10–80.

Detta arbete förklarar bildandet av BW med M₂ ≤ 0,01 M_☉ och föreslog en alternativ bildningskanal för att producera isolerade MSP:er. + Utforska vidare

Forskare förklarar bildandet av millisekundspulsarer med långa omloppsperioder