超巨星快速X-射线暂现源的研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
11163005
项目类别：
地区科学基金项目
资助金额：
55.0万
负责人：
吕国梁
依托单位：
新疆大学
学科分类：
A1502.恒星结构演化和大气、变星双星和多星系统
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
朱春花；张伶；依明阿吉·阿卜力米提；刘静；河林；安方霞；
关键词：
星族合成恒星转动 X-射线双星

项目摘要

本项目利用恒星结构与演化、双星相互作用来研究超巨星快速X-射线暂现源（SFXTs）。使用高速自转恒星的演化结果模拟恒星表面和亚表面对流区的性质,并结合恒星脉动模型讨论SFXTs的起源及特性，解释高质量X-射线双星（HMXBs）在Corbet图上的位置，并给出HMXBs分类的理论依据及SFXTs与其它HMXBs之间的关联。利用星族合成方法和Monte Carlo模拟技术研究银河系及大、小麦云中HMXBs星族的异同。本项目对SFXTs做一全面、系统的研究，这将为人们认识整个HMXBs星族起到重要作用，同时对发展和完善恒星结构与演化理论及相互作用双星模型都具有积极意义。

结项摘要

本项目利用恒星的结构与演化、双星的相互作用来研究超巨星快速X-射线暂现源（SFXTs）。.SFXTs是高质量X-射线双星的一个子类。我们首先研究了高质量X-射线双星（HMXBs）。考虑到中子星可能形成的三种通道，并模拟中子星自转周期的演化、磁场的演化及其与星周物质的相互作用，我们建立了HMXBs的演化模型。我们的模拟结果显示，银河系中HMXBs的数目在190到240之间，它们的诞生率在5.9×10^-5yr^-1到6.3×10^-5yr^-1之间。我们的模型能够很好的解释具有长轨道周期的HMXBs。根据我们的模拟，HMXBs中中子星的质量在1.3 M_⊙到2.0 M_⊙之间。对于中子星自转周期的分布，我们的模拟结果与观测结果的范围基本相符。.在SFXTs中，中子星与伴星物质的作用至关重要。为此我们建立了吸积中子星的物理模型，并用此模型来研究共生X-射线双星。我们估计银河系中共生X-射线双星的数目在100到1000之间，它们到诞生率在4.1×10^-5yr^-1到6.6×10^-6yr^-1之间。这些共生X-射线双星有着10---10000天的轨道周期，有着较暗的X-射线光度。共生X-射线双星中的中子星自转周期非常慢，分布在0.1---10^5秒。.在解释SFXTs的瞬态行为上，最流行的模型是超巨星各向异性的团物质星风。对流和对流超射对恒星的结构和演化有着非常重要的影响。超巨星的团物质星风与对流密切相关。我们利用四种不同的恒星演化模型研究对流和对流超射对大质量恒星内部和亚表面对流区的影响，以及对大质量恒星演化的影响。结合SFXTs的观测，我们发现仅仅利用超巨星团物质星风的性质无法全面解释SFXTs中X-射线的瞬态爆发行为。.通过对SFXTs的研究，我们对致密天体中子星、大质量恒星的结构与演化以及高磁场中子星与星周物质的作用都有了更深入的了解。在本项目的资助下，我们发表了13篇学术论文，其中三篇发表在ApJ，三篇发表在MNRAS上。我们举办了三次新疆大学---国家天文台联合天体物理中心学术年会，举办了第一届500米口径球面射电望远镜脉冲星项目组研讨会。培养毕业了6名硕士研究生，正在培养7名硕士研究生。归因于本项目的资助，新疆大学的天文学有了长足的进步，项目组成员荣获了新疆维吾尔自治区科学技术进步一等奖。