GLEAM-X J16279.5-523504.3 as a White Dwarf Pulsar
低频射电源GLEAM-X J162759.5 $-$ 523504.3发射脉冲相干偏振发射,类似于射电望远镜。然而,它的周期为18.18分(1091秒),比已证实的射电望远镜长数百倍,如果它是一颗中子星,它的平均辐射功率超过其自旋下降功率的上限一个数量级以上。如果它是一颗白矮星脉冲星,它的转动惯量比中子星大几个数量级,这一现象就可以得到解释。发射电荷聚束的洛伦兹因子可由其辐射的时间子结构的宽度从下方界定。如果辐射是曲率辐射,那么曲率的曲率半径可以从洛伦兹因子和辐射频率估算出来;它与白矮星的内磁层相一致,但与中子星的不一致。
2022-03-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
ASASSN-V J205543.90+240033.5: another white dwarf pulsar?
我发现,ASASSN-V J205543.90+240033.5显示出大振幅(1.2-1.4 mag)的近正弦变化,周期为10.803(2)d,使用Zwicky瞬态设施观测的公共数据发布,周期为0.0068 d的非常短的周期变化。唯一已知的物体,显示了类似的组合,近正弦反射变化和非常短的周期,大幅度的变化是独特的白矮星脉冲星AR Sco。ASASSN-V J205543.90+240033.5似乎与AR Sco非常相似,需要在不同波长处进行观测。
2021-08-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation of millisecond pulsars with CO white dwarf companions - II. Accretion, spin-up, true ages and comparison to MSPs with He white dwarf companions
毫秒双星(MSP)的主要特征是它们的自旋周期、B场和质量,这些质量在很大程度上受到双星系统中伴星先前相互作用的影响。在本文中,我们研究的MSPs的形成机制,考虑脉冲星回收过程中的中等质量X射线双星(IMXB)和低质量X射线双星(LMXB)。IMXB主要导致形成具有大量碳-氧(CO)或氧-氖-镁白矮星(ONeMg WD)伴星的二进制MSP,而LMXB形成具有氦白矮星(He WD)伴星的再循环双星。我们讨论的吸积物理导致的自旋线的PP点图,并证明这样的线不能被唯一定义。我们推导出一个简单的表达式,为任何给定的脉冲星实现其平衡自旋所需的吸积质量的量,并应用此来解释所观察到的不同类型的同伴的回收脉冲星的自旋分布的差异。从数值计算中,我们提出了进一步的证据,证明在罗奇瓣解耦阶段(Tauris 2012),在LMXB中吸积X射线MSP的旋转能量显著损失,并证明在IMXB中相同的影响可以忽略不计。我们研究了循环与CO WD同伴通过案例BB罗氏瓣溢出(RLO)的裸氦星后共同信封双星。我们发现,这类恒星的典型吸积量为0.002-0.007 M_sun,这足以解释它们的自转周期。我们在PP点图中引入射电MSP的等时线,以跟踪它们的自旋演化,并通过与观测结果的比较讨论它们的真实年龄。最后,我们将自旋上升过程的结果应用于大质量脉冲星J1614-2230(论文I),并对一些回收的脉冲星的出生质量提出了新的限…
2012-08-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Cool white dwarf companions to four millisecond pulsars
我们报告了对四颗射电毫秒双星的白矮星伴星的光度和光谱观测,从而发现了PSR J 0614 -3329,J1231-1411和J2017+0603的伴星。我们对PSR J 0613 -0200的伴星的亮度进行了限制。PSR J 0614 -3329的伴星的光谱学鉴定它是DA型白矮星,温度Teff=6460+-80 K,表面重力log g=7.0+-0.2 cgs,质量Mwd=0.24+-0.04 Msun。我们发现到PSR J 0614 -3329的距离比之前估计的要小,这就不需要脉冲星具有不切实际的高伽马射线效率。将测光与白矮星冷却模型的预测进行比较,使我们能够估计PSR J 0613 -0200,J1231-1411和J2017+0603的同伴的温度和冷却年龄。我们发现这些系统中的白矮星是冷Teff <4000 K and old >5 Gyr。这些白矮星需要薄的氢包层才能冷却到观测到的温度,我们认为除了氢壳闪光外,脉冲星辐射驱动的质量损失可能也很重要。
2015-11-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
Soft gamma-ray repeaters and anomalous X-ray pulsars as highly magnetized white dwarfs
我们发现,软γ射线中继器(SGR)和异常X射线双星(AXP)可以解释为最近提出的高磁化白矮星(B-WD)。B-WD的半径和磁场完全足以将SGR/AXP中的能量解释为旋转供电能量。虽然高度磁化的中子星需要一个额外的,在观测上还没有很好地建立起来的能量来源,磁化的白矮星,但根据卡拉拉塞卡的理论(C-WD),表现出很大的紫外线光度,这是观测上严格的上限限制。
2016-03-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
Polarimetric evidence of a white dwarf pulsar in the binary system AR Scorpii
最近发现的变星AR Sco每1.97分钟就有一次亮度脉冲,从紫外波长到射电波段。该系统由一颗冷的低质量恒星和一颗质量更大的白矮星组成,它们在一个3.55小时的紧密轨道上运行。在这里,我们报告了新的光学观测AR Sco,显示出强烈的线性偏振(高达40%),这两个白矮星的自旋周期和自旋和轨道周期之间的拍周期,以及低水平(<几个%)的圆偏振强烈和周期性变化。这些观测结果支持了这样一种观点,即与中子星双星类似,AR Sco的脉冲亮度是由快速旋转的白矮星的自旋下降提供动力的,白矮星是高度磁化的(高达500 MG)。调制的线性偏振的形态类似于蟹状星云脉冲星中看到的,尽管由于存在两个频率相似的周期信号而具有更复杂的波形。两颗恒星之间的磁相互作用,加上来自白矮星的同步辐射,为观测到的偏振和非偏振辐射提供了动力。因此,天蝎座AR是白矮星脉冲星的第一个例子。
2016-12-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Direct formation of millisecond pulsars from rotationally delayed accretion-induced collapse of massive white dwarfs
毫秒双星(MSP)被认为是古老的中子星,由Ib/c型核心坍缩超新星形成,随后通过高度圆形的低质量X射线双星中的伴星吸积而旋转到高转速。最近发现的银河场双星MSP在偏心轨道上,质量函数与氦白矮星同伴PSR J2234+06和PSR J1946+3417的预期一致,因此挑战了这一观点。在这里,我们提出了一个假设,生产这类新的系统,其中的MSP是直接从一个旋转延迟吸积引起的崩溃的超级白矮星白矮星。我们计算了在这些事件中形成的MSPs的轨道性质,并证明我们的假设可以重现观测到的白矮星的偏心率,质量和轨道周期,以及预测脉冲星的质量和速度。最后,我们将这个假设与三星场景进行比较。
2014-05-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
Optical identification of the millisecond pulsar J0621+2514
利用SDSS和Pan-STARRS 1巡天数据,我们发现了最近发现的双星$γ$射线射电毫秒脉冲星J 0621 +2514的可能伴星。它的视亮度约为22等,宽波段的星等和颜色表明这是一颗白矮星。通过与各种白矮星演化轨迹的比较,我们发现它很可能属于一类He核白矮星,温度约为10 000 K,质量为$\lesssim 0.5$ M $_\odot$。对于白矮星的薄氢包层,其冷却年龄为$\lesssim0.5$ Gyr,小于脉冲星特征年龄1.8 Gyr。这可能表明脉冲星的年龄被高估了。否则,这可能是由于白矮星的祖先存在厚的氢包层或低金属含量。
2018-05-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
On Isolated Millisecond Pulsars Formed by the Coalescence of Neutron Stars and Massive White Dwarfs
利用粒子数合成方法研究了孤立毫秒双星(IMSPs)的可能起源,IMSPs是由一颗中子星(NS)和一颗白矮星(WD)合并而成的。结果表明,IMSPs的星系出生率可能介于$5.8\times10^{-5}$ $\rm yr^{-1}$和$2.0\times10^{-4}$ $\rm yr^{-1}$之间,这取决于关键变量,如通过罗氏瓣的质量传递的稳定性和反冲速度的值。除此之外,本文估计IMSPs的太阳质量可以从$1.5$到2.0 $M_{\odot}$不等,使它们比其他“正常”的恒星质量更大。最后,在我们的模拟中,大多数IMSP的自旋周期从几毫秒到20毫秒不等,这与以前的观察结果一致。
2018-12-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
A Serendipitous Pulsar Discovery in a Search for a Companion to a Low-Mass White Dwarf
我们报告发现了一颗以前未被识别的脉冲星,这是使用Robert C.伯德格林班克望远镜(GBT)PSR J 0802 -0955与质量为0.2太阳质量的WD的位置重合,脉冲周期为571 ms。由于其相对较长的脉冲周期,无线电数据中缺乏径向速度(RV)变化,以及GBT在340 MHz观测频率下的大波束尺寸,我们得出结论,PSR J 0802 -0955与大致相同位置和距离处的LMWD无关。
2018-06-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraining the Emission Geometry and Mass of the White Dwarf Pulsar AR Sco using the Rotating Vector Model
我们将标准的射电脉冲星旋转矢量模型应用于白矮星脉冲星AR Sco的光学偏振位置角摆动,如Buckley等人(2017)所获得的那样。由于长占空比的自旋脉动具有良好的信号-噪声比在整个自旋阶段,在中子星射电望远镜相反,我们发现很好的约束值的磁性$α$和观察者的观察方向$ζ$相对于自旋轴。我们发现$\cosα=0.060^{+0.050}_{-0.053}$和$\cosζ=0.49^{+0.09}_{-0.08}$,这意味着具有观察者角度$ζ={60.4^\circ}^{+5.3^\circ}_{-6.0^\circ}$的正交旋转体。旋转器的这种正交性质与由每个自旋周期的两个脉冲组成的光学光变曲线一致,在相位上由$180^\circ$分开。在$ζ\approx i$($i$是轨道倾角)和一颗充满罗氏瓣的伴星M星的假设下,我们得到了白矮星质量的$m_{\rm WD} = 1.00^{+0.16}_{-0.10} M_\odot$。这些极化建模结果表明,非热发射来自偶极白矮星磁层并靠近恒星,同步辐射(如果可以保持非零俯仰角)是合理的损失机制,标志着AR Sco作为未来理论和观测研究的特殊系统。
2019-10-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation of the Galactic Millisecond Pulsar Triple System PSR J0337+1715 - a Neutron Star with Two Orbiting White Dwarfs
三重系统中的毫秒脉冲星(PSR J 0337 +1715,最近由Ransom等人发现)是一颗不寻常的中子星,它有两颗绕轨道运行的白矮星。银河系中这样一个系统的存在对恒星天体物理学的理解提出了新的挑战,在密切的多恒星系统的演化,相互作用和质量转移。此外,该系统还首次精确确认了白矮星质量-轨道周期关系的宽轨道系统。在这里,我们提出了一个自洽的,半解析的解决方案,PSR J 0337 +1715的形成。我们的模型限制了系统的特殊速度小于160公里/秒,并带来了新的见解,例如,在一个三重系统,我们发现的证据,在螺旋外两颗恒星的共同信封演变。最后,我们简要讨论了我们的方案与替代模型。
2014-01-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation and appearance of pulsar-like white dwarfs
讨论了密近双星系统中磁化白矮星的吸积驱动自旋上旋。我们讨论了一种白矮星的磁场在吸积阶段被屏蔽,并在吸积阶段后通过吸积物质的场扩散而再生的情况,我们发现这种情况对大质量脉冲星状白矮星的形成是有效的。
2014-01-21 astro-ph.HE
AR Scorpii and possible gravitational wave radiation from pulsar white dwarfs
根据最近对旋转高磁化的天蝎座AR白矮星\cite{Marsh:2016uhc}的观测结果,确定了它的转动惯量、磁场和半径的界限。此外,我们还研究了快速旋转和/或磁化的白矮星作为可探测到的引力波(GW)发射源的可能性。建立了不同重子质量下的恒星数值模型。对于每一种恒星构型,我们通过自洽求解Einstein-Maxwell场方程,计算了具有极向磁场的白矮星的自洽相对论解。磁场提供了各向异性的压力,导致恒星的球对称性被破坏。在这种情况下,我们计算质量分布的四极矩。接下来,我们对这些对象的GW进行估计。最后,我们表明,最近新的观测和测量脉冲星白矮星AR天蝎座,以及其他恒星模型,能够产生引力波辐射,位于讨论的下一代基于空间的GW探测器DECI赫兹干涉仪引力波天文台(DECIGO)和大爆炸观测器(BBO)的带宽。
2017-02-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
The ultracool helium-atmosphere white dwarf companion of PSR J0740+6620?
本文报道了利用加那利大望远镜在$r'$和$i'$波段探测到二进制毫秒脉冲星J0740 + 6620的可能伴星。探测到的星状源的位置与脉冲星坐标一致,在1 $σ$不确定度$\approx$ 0.2角秒内。其量值为$r'=26.51\pm0.17$和$i'=25.49\pm0.15$。与白矮星冷却轨迹的比较表明,它可能是一个超冷的氦-大气白矮星,温度$\lesssim$ 3500 K,冷却年龄$\gtrsim$ 5 Gyr。年龄是一致的脉冲星的特征年龄校正运动学的影响。这是已知的毫秒双星的白矮星伴星中最红的源。在其他波段探测辐射源有助于澄清辐射源的特性和性质。
2019-02-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Thirteenth Marcel Grossmann Meeting, Summary of the session, White Dwarf Pulsars and Rotating White Dwarf Theory
本文是在第十三届马塞尔·格罗斯曼会议上由寺田幸胜主持的题为“白矮星脉冲星和旋转白矮星理论”的平行会议的总结。宇宙射线的起源仍然是一个谜,即使在发现100多年之后。中子星(NS)被认为是我们银河系中粒子加速点的教科书案例,但许多未解决的数值问题仍然存在。寻找新的加速点对天体物理学来说是至关重要的。磁化的白矮星(MWD)具有与NS相同的旋转磁层,并且可能是高达10%的银河宇宙射线电子的来源。在“白矮星双星和旋转白矮星理论”分会场中,我们重点介绍了白矮星双星的观测结果,白矮星和中子星辐射过程的相关理论,白矮星双星的起源和规律,以及白矮星内部结构和状态方程的现有理论。
2013-06-25 astro-ph.HE
On the effect of pulsar evaporation on the cooling of white dwarfs
大部分低质量X射线双星(LMXBs)的演化导致与氦白矮星(He WD)伴星形成快速旋转的双星。观测表明,脉冲双星系统中的某些He WD是超冷的(有效温度为$T_{\rm eff}\lesssim$ 4000\,K)。在哈勃时间内很难将He WD冷却到如此低的温度,因为在质量转移过程之后,He核心周围留下了厚厚的氢包层。加速WD冷却的一个可能机制是回收脉冲星高能辐射驱动的He WD的蒸发风质量损失。在本文中,我们演化了大量的LMXB,并研究了脉冲星的高能辐射对WD冷却的影响与不同的输入参数,包括中子星的自旋下的光度,蒸发效率和伴星的金属丰度。通过将我们的结果与观测结果进行比较,我们注意到,对于相对较热的He WD(具有$T_{\rm eff}> 7000$ K),不考虑蒸发的标准WD冷却能够再现其温度,而对于相对较低温度($T_{\rm eff}$ <5000 K)的He WD,可能需要蒸发。
2021-07-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Soft gamma-ray repeaters and anomalous X-ray pulsars as highly magnetized white dwarfs
我们探讨了软伽马射线中继器(SGR)和异常X射线源(AXP)由高磁化白矮星(B-WD)提供能量的可能性。我们采取的SGRs和AXP的样本,并提供可能的参数空间的质量,半径和表面磁场的基础上观察到的属性(周期及其衍生物)和假设,这些来源服从的质量-半径关系推导出的B-WD。B-WD的半径和磁场足以将SGR/AXP中的能量解释为旋转供电能量。此外,B-WD也充分解释了令人困惑的无线电瞬变GCRT J1745-3009作为一个白矮星脉冲星。注意,B-WD的半径和磁场既不是极端的(不像高度磁化的中子星),也不是普通的(不像磁化的白矮星,但遵循阿布拉塞卡的质量半径关系(C-WD))。为了解释SGR/AXP,虽然高度磁化的中子星需要一个额外的,在观测上还没有很好地建立,能源,C-WD预测大的紫外线光度,这是从一个严格的上限观测限制。最后,我们提供了一套基本的差异之间的磁星和B-WD的SGRs/AXP的假设。
2016-04-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraining the Bulk Properties of Dense Matter by Measuring Millisecond Pulsar Masses - A White Paper for the Astronomy and Astrophysics Decadal Survey, CFP Panel
在发现彗星40多年后,它们核心的物质组成仍然是一个谜。本白皮书总结了最近对毫秒脉冲星质量的高精度测量如何对超密度物质的性质引入了新的实验约束,以及如何继续对有趣的新物体进行计时,再加上射电望远镜调查发现更多的脉冲星,可能会引入更严格的约束。
2009-02-17 astro-ph.HE
Lense-Thirring frame dragging induced by a fast-rotating white dwarf in a binary pulsar system
短周期偏心双星轨道上的射电双星可以用来研究引力动力学和双星演化。包含PSR J1141 $-$ 6545的双星系统包括一个大质量的白矮星(WD)伴星,它在引力束缚的年轻射电脉冲星之前形成。我们观察到这个脉冲星的轨道倾角的时间演变,我们推断是由牛顿四极矩和Lense-Thirring进动的快速旋转的WD导致的轨道的组合所造成的。Lense-Thirring进动是相对论性坐标系拖曳的一种效应,是广义相对论的一个预言。这一探测结果与WD从脉冲星祖先吸积物质的进化情景相一致,WD的旋转周期为$< 200$秒。
2020-01-30 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
An extremely low-mass He white dwarf orbiting the millisecond pulsar J1342+2822B in the globular cluster M3
本文报道在球状星团M3中发现毫秒脉冲星J1342+ 2822 B的伴星。我们利用哈勃太空望远镜获得的近紫外和光学观测相结合,以寻找该星团中已知毫秒双星的光学对应物。在与射电脉冲星J 1342 + 2822 B(M3 B)非常一致的位置上,我们发现了一个蓝色的微弱天体(mF 275 W \approx 22.45),在星团的色星等图上,它位于He核白矮星的区域。通过将观测到的星等与理论上的冷却轨道进行比较,我们估算出了伴星的物理性质:它的质量只有0.19 \pm 0.02兆太阳,表面温度为12 \pm 1 x 10^3 K,冷却年龄为1.0 \pm 0.2 Gyr。它的祖先可能是一颗~ 0.84 M的恒星,大部分的质量转移活动发生在亚巨星分支阶段。伴星的质量,结合脉冲星的质量函数,意味着这个系统几乎观察到的边缘上,中子星的质量为1.1 \pm 0.3 Msun,在协议的典型值测量回收中子星在这些紧凑的双星系统。我们还确定了一个候选对应的宽和偏心的双毫秒脉冲星J1342+ 2822 D。它是另一颗白矮星,核心为He,质量为0.22 \pm 0.2 Msun,这意味着该系统是在高倾角下观测到的,并且拥有一个质量为1.3 \pm 0.3 Msun的典型NS。目前,这颗毫秒脉冲星的射电位置存在很大的不确定性,这使我们无法有力地得出结论,即探测到的恒星是它的光学对应物。
2019-03-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
Long-period radio pulsars: population study in the neutron star and white dwarf rotating dipole scenarios
本研究针对两颗超长周期射电源的本质争议,分别在中子星与白矮星偶极辐射图景下开展分析与族群合成模拟,发现白矮星图景更易容纳长周期射电源族群,但两种图景均无法解释其明亮相干射电辐射的产生机制。
2023-12-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
PSR J1738+0333: The First Millisecond Pulsar + Pulsating White Dwarf Binary
我们报告发现了第一颗毫秒脉冲星,它有一颗脉动的白矮星伴星。继最近在极低质量(ELM,<0.3 Msol)白矮星(WD)中发现脉动之后,我们利用高速双子座测光将ELM WD伴星定位到两颗毫秒双星。我们发现显着的光学变化PSR J1738+0333之间的周期约1790-3060 s,一致的时间尺度与理论和经验观测的脉动在0.17 Msol氦芯ELM WD。此外,我们对PSR J1909-3744中缺乏变异性进行了严格限制,表明该ELM WD的波动幅度不小于0.1%。得益于无线电定时测量的精确距离和半径估计,PSR J1738+0333成为低质量脉动WD的基准。未来,更广泛的时间序列测光的这个系统提供了一个前所未有的机会,以约束的物理参数(包括冷却年龄)和内部结构的ELM WD,反过来,质量和自旋下来的年龄,它的脉冲星同伴。
2014-10-26 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Connecting the Young Pulsars in Milky Way Globular Clusters with White Dwarf Mergers and the M81 Fast Radio Burst
本文提出银河系球状星团中的年轻脉冲星源于经历核坍缩星团中的白矮星并合,其自转减慢过程重现了观测特征,并推测其可能是M81快速射电暴的能源中子星后代。
2023-06-23 astro-ph.HE
Formation of Millisecond Pulsars with Low-Mass Helium White Dwarf Companions in Very Compact Binaries
毫秒双星(BMSP)被认为是从低质量X射线双星(LMXB)演化而来的。如果LMXB中的质量转移是由施主星的核演化驱动的,则最终的轨道周期与施主星的简并He核白矮星(WD)的质量有很好的相关性。在这里,我们表明,这种关系可以扩展到非常小的WD质量($\sim 0.14-0.17\,M_\odot$)和窄的轨道周期(约几个小时),主要取决于施主星的金属丰度。该关系也存在不连续性,这是由于当氢燃烧壳层穿过氢不连续性时施主的暂时收缩。BMSP与低质量的他WD同伴在非常紧凑的二进制可以占如果祖二进制经历了很晚的情况下A质量转移。PSR J1738+0333的WD伴星可能是由一颗Pop~II星演化而来。对于PSR J 0348 +0432,为了解释其在罗氏瓣解耦阶段的极端紧凑轨道,需要更低的金属丰度($Z=0.0001$)。
2014-07-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Rapid Evolution of the White Dwarf Pulsar AR Scorpii
本研究通过分析九年的AR Sco光学光变曲线,发现白矮星脉冲星的拍频脉冲振幅从2015年的主辅2:1变为如今相近,该快速演化符合白矮星自转轴进动,且未来10年振幅比将达峰后恢复不对称。
2023-11-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
White Dwarf Pulsars: an emerging class of compact binaries
University of Cape Town(开普敦大学);University of the Free State(自由州大学)
本文综述了以AR Scorpii为代表的白矮星脉冲星新天体类别,介绍其发现、磁层电子加速产生同步辐射的机制、高偏振特性,并指出其可能代表双星演化的短暂过渡阶段。
2026-09-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Microarcsecond VLBI pulsar astrometry with PSRPI I. Two binary millisecond pulsars with white dwarf companions
与模型无关的毫秒双星(MSP)距离约束对射电双星的定时观测和伴星的多波长观测都有重要价值。甚长基线干涉测量(VLBI)天体测量可以通过检测年几何视差来提供这些与模型无关的非常高精度的距离。利用甚长基线天线阵,我们在两年的时间里观测了两颗毫秒双星PSR J1022+1001和J2145-0750,测得它们的距离分别为700 ± 14 - 10秒差距和613 ± 16 - 14秒差距。我们使用良好的校准的距离结合修订的光学光度分析,严格限制其质量(M ~ 0.85 Msun)的白矮星同伴的性质。最后,我们表明,他们的视差和自行PSR J1022+1001和PSR J2145-0750脉冲星定时阵列项目获得的几个测量是不正确的,从更精确的VLBI值相差高达5西格玛。我们调查的差异可能的原因,并发现,不完善的太阳风的建模是一个可能的候选人的时间模型的错误,因为这两个恒星的低黄道纬度。
2016-06-20 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Probing the Accretion Induced Collapse of White Dwarfs in Millisecond Pulsars
本文研究了具有长轨道周期(P_orb > 2 d)分布的毫秒脉冲星(MSP)的祖先星,通过白矮星(WD)的吸积诱导坍缩(AIC)揭示了WD双星与某些MSP双星长轨道的联系。为此,我们提出了一个模型,通过AIC过程中脉冲星的非对称反冲,将双星MSP转变为宽双星和高圆轨道(e < 0.1),这可能表明原中子星的旋转具有相当大的反冲速度。结果显示了冲击波、结合能和质量损失(0.2M_sun)的影响。该模型表明脉冲星系统与AIC候选者相关。
2019-01-02 astro-ph.HE
Deriving fundamental parameters of millisecond pulsars via AIC in white dwarfs
本文从毫秒脉冲星的磁场、自旋周期和质量三个方面研究了毫秒脉冲星的观测性质。这些测量结果是通过恒星双星系统中白矮星(WD)的吸积诱导坍缩(AIC)方案得出的,以便更好地了解MSP种群的特征。此外,我们证明了强烈的演化联系之间的中子星和WD与二进制同伴从恒星二进制演化的角度来看,通过AIC过程。
2012-10-24 astro-ph.HE
Formation and Evolution of Ultraluminous X-ray Pulsar Binaries to Pulsar-Neutron Star and Pulsar-White Dwarf Systems
最近的观测和理论研究表明,某些超铝X射线(ULX)源可能含有中子星(NS)吸积体。然而,NS ULX的施主星的形成通道和性质仍然不确定。采用非保守和旋转相关的原始双星演化的质量转移模型,我们系统地研究了如何形成脉冲星ULX的观测脉冲星ULX。我们的模拟结果表明,脉冲星ULXs与Be星和中等或/和高质量的捐助者匹配观测到的视光度,轨道周期和观测指示的捐助者质量的已知脉冲星ULXs。具有Be和中间供体的ULX是主要贡献者。吸积引起的WD坍缩路径对NS ULX的贡献为4.5%,4.0%的NS ULX是通过电子俘获超新星(SNe)形成的,91.5%的NS ULX是通过核坍缩SNe形成的。我们还研究了脉冲星ULX到双致密星系统的演化。我们没有发现NS-黑洞系统(在哈勃时间合并),从脉冲星ULX演变。通过脉冲星ULX演化的脉冲星-白矮星(WD)事例对整个NS-WD引力波源有重要贡献。在所有LISA NS-WD和NS-NS源中,经历脉冲星ULX的脉冲星WD和脉冲星NS病例的贡献分别为$\sim$ 40%和11%。不同模型的蒙特卡罗模拟噪声给出了不可忽略的不确定性。
2020-10-23 astro-ph.HE
Ultra-high energy cosmic rays from white dwarf pulsars and the Hillas criterion
超高能宇宙射线($E\gtrsim10^{19}$ eV)的来源在天体粒子物理学中仍然是一个悬而未决的问题,在过去的几年里,人们做了一些努力来了解它的起源。在这项工作中,我们认为白矮星类星体(WDP)作为这些超高能粒子的可能来源。如果把软伽玛重复星(SGR)和反常X射线脉冲星(AXP)看作是白矮星,这些源可以在白矮星表面产生很大的电磁势,并有可能将粒子加速到接近光速,能量为$E \sim 10^{20-21}$ eV。结果表明,新的恒星表面磁场尺度和SGR/AXP的大小与最近发现的AR Sorpii和AE Aquarii白矮星一起在Hillas图中得到了很好的描述,被描述为磁星的SGR/AXP远高于Hillas线,并且对于正常的中子星磁星来说,可能会超出Hillas线。
2017-05-08 astro-ph.HE hep-th
No Dispersed Single Radio Pulses Detected in Archival Parkes Pulsar Observations Targeting Supernova Remnants and Anomalous X-ray Pulsars
本研究利用优化单脉冲探测的HEIMDALL和FETCH软件,重新分析帕克斯望远镜对8个目标的存档观测数据,未发现信噪比高于7的天体物理脉冲,并给出了单脉冲通量上限。
2023-11-02 astro-ph.HE
Time series photopolarimetry and modelling of the white dwarf pulsar in AR Scorpii
本文对新近发现的白矮星脉冲星天蝎座AR进行了详细的光学偏振观测。我们广泛的数据集表明,偏振发射是非常稳定的,可重复的自旋,拍频和轨道调制。这使我们能够构建一个简单的几何模型,它假设所有的光学偏振的发射来自两个直径相对的同步辐射区域的白矮星磁层。我们认为,所观察到的偏振调制发生作为一个相对论电子注入到磁层的白矮星,因为它扫过的M-矮星增强的结果。这导致同步辐射的增加,因为注入的电子加速朝向靠近白矮星磁极的每个磁镜点。虽然这种情况下重现详细的偏振调制,其他建议的情况下,涉及发射地点锁定在白矮星旋转框架不排除。例如,类脉冲星粒子的加速是由于白矮星和光圆柱之间的电势或光圆柱外部的条纹相对论磁流体风。以前的结论认为,观察到的强光学拍频调制要求的光学偏振主要来自或附近的M-矮星是不一致的,我们的观察。
2018-09-06 astro-ph.HE
Broad-band X-ray spectra of anomalous X-ray pulsars and soft $γ$-ray repeaters: pulsars in a weak-accretion regime ?
本文给出了对5颗反常X射线脉冲星(AXP)和软$γ$射线重复源(SGR)的宽波段X射线谱的分析结果。我们用适合于吸积流到脉冲星的X射线发射的模型拟合了它们的Suzaku和INTEGRAL谱。我们发现它们的X射线谱可以用这个模型很好地描述。我们尤其发现:(a)吸积柱的半径为$\sim150-350$ m,导致横向光学深度为$\sim 1$ ;(b)垂直汤普森光学深度为$\approx 50-400$;(c)它们的光度转化为吸积率$\approx10^{15}\rm{g\, s^{-1}}$。这些结果与回退盘模型的预测吻合得很好,为解释AXP和SGR作为吸积星提供了进一步的支持。
2015-08-19 astro-ph.HE
The relativistic pulsar-white dwarf binary PSR J1738+0333 I. Mass determination and evolutionary history
PSR J1738 + 0333是已知被一颗足够明亮的白矮星伴星环绕的四颗毫秒双星之一。其中,它的轨道周期最短,这使得它对一系列天体物理和重力相关问题特别感兴趣。本文对这颗白矮星伴星进行了分光光度研究,并推断了它的视向速度曲线、有效温度、表面重力和光度。我们发现该白矮星具有与具有厚氢包层的低质量白矮星一致的性质,并利用相应的质量-半径关系推断其质量:M_WD = 0.181 +/-+0.007/-0.005太阳质量。结合由径向速度和精确的脉冲星时间星历推断的质量比q = 8.1 +/-0.2,中子星的质量被限制为MPSR = 1.47 +/-+0.07/-0.06太阳质量。与预期相反,后者仅略高于卡拉塞卡的限制。我们发现,即使中子星的诞生质量只有1.20太阳质量,离开白矮星前身表面的物质中有60%以上逃离了系统。通过精确测定组分质量,约束了广义相对论预测的轨道衰变,从而在基础物理实验室中改变了这个系统。目前,该协议是在1西格玛观察到的衰减。假设广义相对论是正确的,进一步的无线电定时观测将允许对白矮星模型进行精确的测试。
2012-07-10 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Modelling the polarisation signatures detected from the first white dwarf pulsar AR Sco
Marsh等人从天蝎座AR双星系统(AR Sco)中探测到了射电和光学脉动。该系统的轨道周期为3.56 h,由一颗冷的低质量恒星和一颗自旋周期为1.95 min的白矮星组成。Buckley等人的光学观测表明,白矮星的偏振辐射是强线性偏振的(高达$\sim40\%$),强度周期性变化。这种周期性的非热发射被认为是由旋转下降的高度磁化($ 5 \times 10^{8} $ G)的白矮星提供动力的。极化信号的形态,即相对于相位角绘制的位置角,类似于在许多射电望远镜中看到的。在本文中,我们证明了我们可以拟合传统的脉冲星旋转矢量模型的光学位置角。我们使用马尔可夫链蒙特卡罗技术,以找到最适合的模型产生的磁倾角为$α= (86.6^{+3.0}_{-2.8})^{\circ}$和观测角为$ζ= (60.5^{+5.3}_{-6.1})^{\circ}$。这个模型支持的情况下,同步辐射起源以上的极性帽的白矮星脉冲星,后者是一个正交旋转。
2019-07-02 astro-ph.HE
Are Fast Radio Bursts Produced By Large Glitches Of Anomalous X-ray Pulsars?
异常X射线中继器(AXP)和软$γ$射线中继器(SGR)内的星震和内部相变可以产生小型收缩和脉冲星故障。在这样的收缩之后,激波从它们的表面爆发,产生热x/ $γ$射线爆发。从脉冲星极冠发射的高度相对论性偶极$e^+e^-$束发射出窄波束相干曲率辐射的快速射电暴(FRB),如果它们指向地球的方向,就可以看到。虽然这些表面x/ $γ$射线爆发是各向同性的,并且比FRB的能量高出许多数量级,但它们只能被目前的全天空X射线和$γ$射线监测器从我们的星系和非常接近的星系中检测到。
2020-10-20 astro-ph.HE
High-Energy Gamma-ray Emission Properties of an Anomalous X-ray Pulsar, 4U 0142+61
反常X射线脉冲星(AXP)是明亮的X射线源。很少有AXP在硬X射线中发出高脉冲发射。利用费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜收集的数据,我们探索了最亮的AXP 4U 0142+61的高能伽马射线发射。我们没有检测到任何来自源的显著排放。在这里,我们提出了上限的持续和脉冲发射的4U 0142+61在高能γ射线域。
2011-11-03 astro-ph.HE
Optical Identification of He White Dwarfs Orbiting Four Millisecond Pulsars in the Globular Cluster 47 Tucanae
我们使用超深紫外观测获得的哈勃太空望远镜,以寻找光学同伴的球状星团47 Tuccenda的二进制毫秒双星(MSP)。我们确定了四个新的对应物(MSP 47 TucQ,47 TucS,47 TucT和47 TucY),并确认了已知的对应物(MSP 47 TucU和47 TucW)。在彩色星等图中,发现的伴星位于主序和CO白矮星冷却序之间的区域,与质量在0.15 Msun和0.20 Msun之间的He白矮星的冷却轨迹一致。对于每一个确定的同伴,质量,冷却年龄,温度和脉冲星质量(作为倾角的函数)已被推导和讨论。对于47 TucU,我们还发现过去的吸积历史可能以亚爱丁顿速率进行。红背47 TucW的伴星被证实是一颗非简并恒星,其性质与黑寡妇系统的性质特别相似。在射电位置47 TucH和47 TucI的2-sigma天体测量不确定度范围内已经确定了两颗恒星,但是现有的数据阻止我们坚定地评估它们是否是这两颗MSP的真正伴星。
2015-09-04 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
A white dwarf merger as progenitor of the anomalous X-ray pulsar 4U 0142+61?
最近有人提出,大质量快速旋转的高磁化白矮星可以描述一些软伽马射线中继站(SGR)和异常X射线脉冲星(AXP)的观测特性。此外,它也已被证明,高场磁(HFMWD)可以是白矮星二进制合并的结果。这些合并的产物包括一个被快速旋转的圆盘包围的炽热中心白矮星。在这里,我们表明,一个双简并系统的合并可以解释奇特的AXP 4U 0142+61的特性。这种情况解释了观测到的红外过量。我们还表明,4U 0142+6的观测到的属性是一致的近似$1.2 M_{\sun}$白矮星,残留的合并的原始系统的质量$0.6\, M_{\sun}$和$1.0\, M_{\sun}$的两个白矮星。最后,我们推断了一个合并后的年龄$τ_{\rm WD}\approx 64$ kyr,和一个磁场$B\approx 2\times 10^8$ G。这种磁场的证据可能来自于在4U 0142+61的光谱中在$\approx 10^{15}$ Hz处的$B$和$V$带之间观察到的电子回旋吸收特征的可能检测。
2013-06-25 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
A Model of White Dwarf Pulsar AR Scorpii
一个3.56小时的白矮星(WD)- M矮星(MD)密近双星系统,AR天蝎座,最近被报道显示在无线电,红外,光学和紫外脉冲发射,与1.97分钟的周期,这表明存在一个WD与旋转周期为1.95分钟。我们提出了一个模型来解释系统的时间和光谱特性。WD是一个近似垂直的旋转器,两个开磁力线光束周期性地扫过MD星风。传播到恒星风中的弓形激波加速了风中的电子。这些受冲击电子的同步辐射自然可以解释系统的宽带(从无线电到X射线)光谱能量分布。
2016-10-19 astro-ph.HE
Comparison of pulsar parameters for some anomalous types
对两个射电望远镜样品进行了参数对比分析。第一个样本的物体具有周期P > 2秒,第二个样本的特征在于中子星表面$Bs > 4.4\times10^{13}$ G处的磁场。分析的主要目的是找出周期和磁场值相似的正常γ射线与异常γ射线和软γ射线重复源之间的差异。结果表明,对于长周期脉冲星,周期导数对周期的依赖关系为$dP/dt \propto P^{1.67}$。这意味着我们必须寻找另一种不同于磁偶极子的制动机制,它给出了$dP/dt \propto P^{-1}$或使用某些特定的参数分布。另一方面,具有强磁场和AXP/SGR的射电望远镜可以用磁偶极子模型来描述。P > 2秒的射电天体的平均年龄比具有$Bs > 4.4 \times 10^{13}$ G的天体高出两个数量级,并且位于银河平面上方更高的位置。结果表明,AXP/SGR的主要特征是强磁场,而不是大周期。
2020-04-17 astro-ph.HE
Can eccentric binary millisecond pulsars form by accretion induced collapse of white dwarfs?
射电双星通常被认为是通过其施主恒星的质量吸积而旋转到毫秒周期(即再循环),它们是中子星低质量X射线双星的后代。然而,一些研究表明,不能排除吸积白矮星(WD)的吸积诱导坍缩(AIC)形成了类星体。在这项工作中,我们使用的人口合成代码,以检查如果AIC通道可以产生偏心的二进制毫秒双星(BMSP)在银河系。我们的模拟结果表明,只有当出生的MSPs受到一个相对较强的反冲($\ga100\rm km\,s^{-1}$)时,AIC通道才能在银河系中产生$\sim 10-180$偏心($e>0.1$)的BMSPs,其中大部分伴随着氦星。在常规AIC工艺中,这种反冲似乎是极不可能的,因此可以排除经由AIC通道形成偏心BMSP的可能性。即使允许高反冲,AIC通道也不能产生轨道周期为$\ga 20$天的偏心BMSP。因此,我们认为特殊的BMSP PSR J1903+0327不能由AIC通道形成。然而,AIC进化通道可能会产生一些孤立的毫秒级双星,甚至亚毫秒级双星,如果它们真的存在的话。
2011-01-21 astro-ph.HE
Accretion-Induced Collapse of White Dwarfs as an Alternative Symbiotic Channel to Millisecond Pulsars
近年来,由于白矮星(WD)中的吸积诱导坍缩(AIC)对再循环过程中产生的毫秒微扰(MSP)的影响,人们对这一尚未解决的问题进行了深入的研究。我已经发现,银河系盘中的双星MSP的轨道周期分布紧密地遵循指数分布。我还通过将我们的数据与MSP人群的指数分布拟合来确定Nobs的最佳拟合平均值。因此,可以说,达到克拉塞卡极限可能会导致大质量WD爆炸为Ia型超新星(在CO WD的情况下)或ONeMg WD的点火,并可能合并在一些CO WD中,所有这些都导致特殊的MSP系统。一个可能的形成的情况下,该系统在此演化阶段具有圆形轨道,进行了讨论。
2022-10-14 astro-ph.HE
Young neutron stars with soft gamma ray emission and anomalous X-ray pulsar
软伽玛重复站和中性X射线脉冲星(SGR/AXP)的观测特性表明,需要不同于中子星转动能的能量源。分析了强磁化中子星(磁星)中能量来源与磁场耗散相联系的模型。一些观察的不一致性表明这种解释。讨论了与低质量中子星非平衡层中超重核核能有关的替代能源。
2017-02-27 astro-ph.HE
Accretion-induced Collapse from Magnetic White Dwarf Binaries and Formation of Binary Millisecond Pulsars: Redbacks and Black Widows
红背(RB)和黑寡妇(BW)是两种特殊的食毫秒级(MSP)。由氧/氖/镁组成的白矮星到中子星的吸积诱导坍缩(AIC)被认为是这两类MSP的可能形成途径之一。然而,用传统的AIC方案很难产生所有已知的MSP。利用MESA恒星演化程序,在磁约束模型下研究了磁化白矮星双星在AIC前的详细演化过程,其中白矮星的高磁场强度可以将吸积物质约束在极盖中。我们发现,在我们的模型中的初始施主质量和轨道周期可以低于以前的传统AIC模型。我们还提出了后AIC的演化模型,形成RB和BW与和没有自旋下的亮度蒸发的MSP。在磁约束模型和蒸发风(从施主星表面相应的角动量损失)下,所有已知的RB的伴星质量和轨道周期都可以被覆盖,并且一些双星可以演变成BW。
2019-09-12 astro-ph.HE
White Dwarf Pulsars as Possible Cosmic Ray Electron-Positron Factories
我们认为白矮星(WD)双星可以与中子星(NS)双星竞争产生PAMELA、ATIC/PPB-BETS、Fermi和HESS实验观测到的宇宙线电子/正电子过剩。合并的两个WD导致一个快速旋转WD的旋转能量可比NS的情况下。出生率也是相似的,为宇宙射线电子/正电子提供了正确的能量预算。应用NS理论,我们认为WD双光子晶体原则上可以产生高达10 TeV的电子/正电子。与NS模型相反,电子/正电子的绝热和辐射能量损失可以忽略不计,因为它们的注入在脉冲星风星云膨胀后继续进行,因此观察到的1%的WD被磁化就足够了。长时间的活动也增加了附近源的数量,这减少了通量的泊松波动。在10 GeV - 1 TeV的观测能量范围内,WD双星可以支配快速冷却的电子/正电子,甚至超过NS双星,为暗物质信号提供背景,为未来的AMS-02、CALET和CTA实验提供良好的目标。
2010-12-01 astro-ph.HE hep-ph
Long-Term Timing and Glitch Characteristics of Anomalous X-ray Pulsar 1RXS J170849.0-400910
利用Rossi X射线定时探测器(RXTE)从2005年到RXTE任务结束的6年间的观测资料,对一颗异常X射线脉冲星1RXS J170849.0 - 400910的定时进行了详细的研究.我们构建了源的长期自旋特性,并研究了脉冲轮廓和脉冲计数率的时间和能量依赖性。我们发现,脉冲轮廓和脉冲计数率在2 - 10 keV波段没有显示出任何显着的变化,在~6年。1RXS J170849.0 - 400910是最常发生故障的异常X射线脉冲星:在2005年之前观察到三个自旋向上故障和三个候选故障。我们在时间轴中对后续故障的广泛搜索没有发现明确的故障,尽管我们在两个数据间隙中确定了两个故障候选项(Delta(nu)/nu~10 ^{-6}):一个强候选项围绕MJD 55532,另一个围绕MJD 54819,后者的鲁棒性稍差。我们讨论了我们的结果的背景下,脉冲星毛刺模型和预期的毛刺内的旋涡unpinning模型。
2014-01-22 astro-ph.HE
Asymmetrical mass ejection from proto-white dwarfs and the formation of eccentric millisecond pulsar binaries
毫秒双星(MSP)被认为是低质量X射线双星(LMXB)的后代,后者经历了大量的质量转移和潮汐循环。因此,它们应该有非常圆的轨道。然而,几个偏心二进制MSP(偏心$e\sim 0.01-0.1$)的发现挑战了这一标准的图片。迄今为止,基于吸积引起的大质量白矮星坍缩、中子星-奇异星跃迁和环双星盘的形成,已经提出了三种模型。所有这些都受到各种不确定性的影响,并不完全符合观测结果。在这里,我们提出了一个替代模型,考虑到热核闪光对原WD的影响。我们假设,闪光导致不对称的质量喷射,这赋予了一个温和的踢上的原始WD。通过模拟具有多个壳闪光的二进制MSP的轨道变化,我们表明,它是可以重现所观察到的偏心率,只要反冲速度是几公里左右$^{-1}$。
2021-01-29 astro-ph.HE
4FGL J1120.0-2204: A Unique Gamma-ray Bright Neutron Star Binary with an Extremely Low Mass Proto-White Dwarf
我们已经发现了一个新的X射线发射的紧凑的二进制,这是可能的对应物的非关联费米LAT GeV $γ$射线源4FGL J1120.0-2204,第二亮的费米源,仍然是正式身份不明。使用SOAR望远镜的光谱学,我们已经确定了一个温暖的($T_{\textrm{eff}}\sim8500$ K)同伴在15.1小时的轨道周围看不见的主要,这可能是一个尚未发现的毫秒脉冲星。精确的盖亚视差显示双星就在附近,距离只有$\sim 820$ pc。与短周期毫秒脉冲星双星中典型的“蜘蛛”或白矮星秒级不同,我们的观测表明$\sim 0.17\,M_{\odot}$伴星处于中间阶段,在成为极低质量氦白矮星(“前ELM”白矮星)的过程中收缩。虽然同伴显然是唯一的确认或候选的毫秒脉冲星双星,我们使用二进制的演化模型表明,在$\sim 2$陀螺仪,二进制的属性将匹配的几个毫秒脉冲星白矮星二进制非常短($< 1$ d)的轨道周期。这使得4FGL J1120.0-2204成为在毫秒脉冲星回收过程倒数第二阶段发现的第一个系统。
2022-01-10 astro-ph.HE
ASTRO-H White Paper - Accreting Pulsars, Magnetars, and Related Sources
作为大质量恒星演化的终点,中子星是一种神秘的天体,其特征是极其密集和奇异的核物质、含有正电子(反物质)的磁层、快速旋转和超强磁场。这种极端的环境提供了一个可访问的天体物理实验室,以在地球上无法达到的条件下研究物理学,并解决与以下有关的一系列基本问题:恒星演化的后果和大质量恒星的强烈爆炸,宇宙中一些最奇特和最有磁性的恒星的状态方程和物理学,我们银河系及其他地区最强大的粒子加速器的运作,以及尚未被探测到的引力波的来源。最近的观测揭示了各种各样的中子星,包括被称为“磁星”的超强磁化中子星,以及不寻常类型的吸积X射线中子星。在这份白皮书中,我们强调了即将到来的X射线任务ASTRO-H在研究这些高度磁化的中子星方面的前景。
2014-12-03 astro-ph.HE
Pair Discharges and Radio Emission from Millisecond-Pulsar and White-Dwarf Magnetospheres
Department of Physics, University of Helsinki(赫尔辛基大学物理系)
该研究针对弱场致密天体磁层,提出含两类QED过程的新型对放电机制,通过粒子模拟验证其可产生对级联与相干射电辐射,解释了毫秒脉冲星和白矮星的射电活动。
2026-08-25 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Strong bursts from the anomalous X-ray pulsar 1E 1547.0-5408 observed with the INTEGRAL/SPI Anti-Coincidence Shield
2009年1月,不同的卫星从异常X射线脉冲星1 E 1547.0-5408的方向探测到多次短时间的软伽马射线爆发。在这里,我们报告的观测结果与INTEGRAL SPI-ACS探测器在最强的爆发活动期间。1月22日,在几个小时内探测到200多个能量超过80 keV的爆发。其中,两个非常明亮的事件显示出持续数秒的脉动尾部,并在1 E 1547.0-5408的2.1秒自旋周期进行调制。在这些爆发中,最亮的爆发释放的能量只有几个10^43尔格,假设距离为10千秒差距。这比从软伽马射线中继站观测到的三个巨型耀斑要小,但比从软伽马射线中继站和异常X射线中继站观测到的典型爆发要高。
2009-03-11 astro-ph.HE