YNAO OpenIR  > 大样本恒星演化研究组
短轨道周期中等质量脉冲双星的形成
其他题名The formation of intermediate-mass binary pulsars with short orbital periods
唐文师
学位类型硕士
导师王博
2020-07-01
学位授予单位中国科学院大学
学位授予地点北京
学位专业天体物理
关键词双星:密近双星 恒星—演化 超新星—白矮星
摘要脉冲星是快速旋转的中子星,它对双星演化、中子星的物态方程及引力波等 问题的研究具有重要科学意义。但是,关于脉冲星仍然有许多问题有待解决。例 如,中子星磁场的衰减机制、脉冲双星的形成等。本文首先详细介绍了脉冲星的 相关背景,然后介绍了脉冲双星的形成通道,最后着重介绍了我们在短轨道周期 中等质量脉冲双星形成方面的工作。 中等质量脉冲双星是由一颗快速旋转的中子星(自转周期可达毫秒量级)和 一颗碳氧或氧氖白矮星组成的双星系统。一般认为,中等质量脉冲双星是由中等 质量X 射线双星演化而来。但是,这一通道很难解释轨道周期小于3 天的短轨 道周期中等质量脉冲双星的形成。近来的研究显示中子星+ 氦星系统可以解释 部分短轨道周期中等质量脉冲双星的形成。 在本论文中,我们对中子星+ 氦星通道进行了系统性研究,考虑了不同自 转周期、不同中子星爱丁顿吸积率以及不同初始中子星质量对结果的影响。我 们发现中子星+ 氦星通道是形成短轨道周期中等质量脉冲双星的一种重要的通 道,可以解释观测上绝大部分这类天体的形成。我们还发现中子星+ 氦星通道 也是形成长轨道周期中等质量脉冲双星的一种可能通道。具体有三方面的研究 结果:(1)中子星的初始质量对短轨道周期中等质量脉冲双星的形成是有影响 的,即在相同的初始条件下,中子星的初始质量越小,它能够被加速到更快的 自转速度;(2)该项研究能够再现观测上大约80% 短轨道周期中等质量脉冲双 星的形成,并能解释将近一半的长轨道周期中等质量脉冲双星的形成;(3)PSR J0621+1002 是为数不多的脉冲星质量得到精确测量的中等质量脉冲双星之一, 该研究能够很好再现该脉冲双星的形成。
其他摘要Pulsars are important for studying gravitational wave, the equations of state and the evolution of single stars and binary systems. However, there are still many aspects about pulsar that are unknown, such as the decay mechanism of magnetic filed of pulsar, the formation of binary pulsar and so on. In this thesis, we introduced the backgrounds of pulsar, the formation channel of binary pulsar. Then we emphatically introduced our work in details−a study about the formation of intermediate-mass binary pulsars (IMBPs) with short orbital periods(Porb). An IMBP is made up of a neutron star (NS) and a CO/ONe WD. It is generallyaccepted that the IMBPs come from the evolution of intermediate-mass X-ray binaries (IMXBs). However, the IMXB scenario is difficult to account for the formation of those IMBPs with 𝑃orb < 3 d. It has recently been suggested that a system composed by a NS and a helium (He) star can form IMBPs with Porb < 3 d (NS+He star scenario). This work systematically studies the formation of IMBPs from NS+He star channel by adopting different NS masses and different descriptions of the Eddington accretion rate for NSs. We found that the NS+He star scenario is an important scenario for the formation of IMBPs with short orbital periods, which can explain the formation of most observed IMBPs with short orbital periods. Otherwise, we also found that the NS+Hestar scenario is an significant scenario for the formation of IMBPs with long orbital periods. The main results are followings:(1) The initial mass of NSs have impact on our results. An initially less massive neutron star will be spun-up to more fast spin under the same initial conditions.(2) Our results can cover about 80% the observed IMBPs with 𝑃orb < 3 d. Besides, the observed properties of about half of the IMBPs with 𝑃orb >3 dcan be also covered by our results.(3) Our results reproduce the observed properties of the system PSR J0621+1002 quite well and we display a possible evolutionary path of PSR J0621+1002.
学科领域天文学 ; 恒星与银河系 ; 恒星形成与演化
学科门类理学 ; 理学::天文学
页数58
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/25466
专题大样本恒星演化研究组
作者单位中国科学院云南天文台
第一作者单位中国科学院云南天文台
推荐引用方式
GB/T 7714
唐文师. 短轨道周期中等质量脉冲双星的形成[D]. 北京. 中国科学院大学,2020.
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