Redback/Black Widow Systems as progenitors of the highest neutron star masses and low-mass Black Holes
J. E. Horvath, A. Bernardo, L. S. Rocha, R. Valentim, P. H. R. S. Moraes, M. G. B. de Avellar
我们在这篇文章中建议，“蜘蛛”系统是自然预期的最高中子星质量的祖先，并可能是低质量的黑洞，基于它们的长期演化特征和实际质量测量。
We suggest in this note that "spider" systems are the naturally expected progenitors of the highest neutron star masses, and possibly low-mass black holes, based on their long-term evolutionary features and actual mass measurements.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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New Black Widows and Redbacks in the Galactic Field
最近，银河系中已知的食射电毫秒双星的数量有了很大的增加，其中许多都与费米伽马射线源有关。它们都是紧双星（P_b <24 hr），其中许多是经典的“黑寡妇”，有很低质量的伴星（M_c <<0.1M_sol），但也有一些是“红背”，可能有非简并的低质量伴星（M_c ~ 0.2M_sol）。我回顾了这些新发现，简要讨论了距离不确定性和高能发射的含义。
X-Ray and Optical Properties of Black Widows and Redbacks
黑寡妇和红背是由一颗毫秒脉冲星和一颗伴星组成的双星系统，伴星的物质被脉冲星风从其表面驱逐出去。由于双星内部激波的X射线已经从许多这样的系统中被观测到，以及由于加热和潮汐扭曲而导致的伴星光学发射的轨道变化。我们一直在无线电、光学和X射线方面系统地研究这些系统。在这里，我们将提出一个概述的X射线和光学研究这些系统，包括新的XMM牛顿和NuStar的数据从其中几个，随着新的光学光度。
A New Flaring Black Widow Candidate and Demographics of Black Widow Millisecond Pulsars in the Galactic Field
我们提出了一个新的光学/X射线源的发现可能与费米$γ$射线源4FGL J1408.6-2917。它的高振幅周期性光学变化，大光谱径向速度半振幅，光发射线和耀斑的证据，和X射线特性一起暗示源可能是一个新的黑寡妇毫秒脉冲星双星。我们收集了41例确诊和疑似的野外黑寡妇的特征，发现了$0.027\pm0.003\,M_{\odot}$的中等继发性肿块。考虑到更大规模的红背毫秒脉冲星双星，我们发现，“蜘蛛”同伴质量分布仍然强烈双峰，基本上为零的系统之间的同伴质量$\sim0.07-0.1\,M_{\odot}$。黑寡妇的X射线发射通常比红背更柔和，亮度更低，这与黑寡妇双星内部激波中粒子加速效率较低一致，除了少数系统似乎具有更有效的“红背样”激波。黑寡妇和红背共同主导了具有已知伴随类型的二进制中旋转最快的场毫秒级的普查，构成了具有$P_{\rm{spin}}<2\,\rm{ms}$的系统的$\gtrsim$ 80%。与红背星类似，黑寡妇星的中子星质量平均来看要比规范的$1.4\,M_{\odot}$大得多，而且许多迄今为止声称质量最高的中子星都是具有$M_{\rm{NS}}\gtrsim2.1\,M_{\odot}$的黑寡妇星。这两个观测结果都与进化图相一致，即蜘蛛毫秒双星是从短轨道周期的祖先中产生的，这些祖先在伴星位于主序星时开始了长时间的质量转移，导致快速旋转和高质量。
Search for transitions between states in redbacks and black widows using seven years of Fermi-LAT observations
考虑到大约七年的费米大面积望远镜（LAT）的数据，我们提出了一个系统的搜索可能与红背和黑寡妇系统的状态之间的转换的变化。跃迁的特征是伽马射线通量的突然和显著变化，其持续时间远大于轨道周期。这种现象已经在两个红背系统PSR J1023 + 0038和PSR J1227 - 4853中检测到，我们在这里进行了专门的研究。在过去的七年里，我们发现这些系统中的每一个都只存在一个过渡。我们确定他们的光谱，建立高能量截止在几个GeV的高伽马射线状态的PSR J1023 + 0038和PSR J1227 - 4853的两个状态。费米-LAT的测量能力允许研究在其他来源中是否发生了类似的现象。虽然我们还没有发现任何提示的状态转换的大多数研究的恒星，我们注意到两个黑寡妇系统，PSR J2234 + 0944和PSR J1446 - 4701，其明显的变化是令人想起PSR J1023 + 0038和PSR J1227 - 4853的转变。对于其他系统，我们在其测量的伽马射线光变曲线中设置了潜在跃迁的限制。
Formation of black widows and redbacks -- two distinct populations of eclipsing binary millisecond pulsars
双毫秒双星（所谓的黑寡妇和红背）可以提供有关吸积历史，脉冲星照射其伴星以及吸积X射线双星和孤立毫秒双星之间进化联系的重要信息。然而，这种系统的形成并没有得到很好的理解，也没有黑寡妇和红背鸟两个种群之间祖先进化的差异。虽然这两个种群的轨道周期都在$0.1-1.0\;{\rm days}$之间，但它们的伴星质量相差一个数量级。本文利用MESA恒星演化程序，通过会聚低质量X射线双星的演化研究了这些系统的形成。我们的研究结果证实，人们可以解释大多数这些食双星毫秒双星的形成使用这种情况。更值得注意的是，我们发现，产生黑寡妇或红背的决定因素是辐射过程的效率，这样的红背吸收了更大比例的无线电脉冲星的发射自旋能量（导致更有效的质量损失通过蒸发）相比，黑寡妇系统。我们认为，几何效应（光束）是负责这两个人口的强双峰。最后，我们得出结论，红背系统不会随着时间的推移演变成黑寡妇系统。
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。
A Multi-wavelength search for Black Widows and Redbacks counterparts of candidate $γ$-ray millisecond pulsars
{ \em Fermi}在$γ$ -射线中探测到的大量毫秒双星（MSP）促使人们在几个未识别的$γ$ -射线源中寻找这些天体。有趣的目标是一个子类的二进制MSP，被称为“黑寡妇”（BW）和“红背”（RB），这是在轨道上与低质量的非简并同伴完全或部分烧蚀的辐射从MSP风。这些系统在无线电脉冲星巡天中很容易被忽略，因为来自烧蚀伴星光球层的双星内等离子体会使无线电信号黯然失色，使它们成为多波长观测的更好目标。我们使用来自公共数据库的光学和X射线数据对费米大视场望远镜（LAT）第三源目录（3FGL）中所有未识别的$γ$射线源进行了系统调查，根据机器学习技术分析，这些射线源已被预选为可能的MSP候选者。我们通过恢复已知的二进制BW/RB标识来测试我们的过程，并搜索新的标识，找到可能的候选者。同时，我们调查了先前提出的BW/RB识别，并根据更新的$γ$射线源坐标排除了其中一种。
Surrounded by Spiders! New Black Widows and Redbacks in the Galactic Field
在过去的几年里，银河系中已知的食射电毫秒脉冲星系统的数量急剧增加，其中许多与费米伽马射线源有关。它们都是紧密双星（轨道周期< 24小时），其中许多是经典的“黑寡妇”，有非常低质量的伴星（伴星质量Mc << 0.1 Msol），但有些是“红背”，有低质量的伴星（Mc ~ 0.2 - 0.4 Msol），可能是非简并的。后者是质量转移过程可能只是暂时停止的系统，因此是低质量X射线双星和普通二进制毫秒双星之间的过渡系统。在这里，我们回顾了新的发现和它们的多波长特性，并简要讨论了冲击波发射，质量测定和进化的情况下的模型。
High Energy Emission from Black Widows and Redbacks
通过对未确认的\emph{Fermi}源的射电搜索，发现了大量新的黑寡妇和红背高能毫秒双星，它们的伴星受到辐射。我们构建了一个三维发射模型，这些系统来预测高能发射组件从粒子加速到几个TeV的intrabinary冲击，其预测的调制在二进制轨道周期。在X射线能量下预期同步辐射，并且在某些系统中已经由\emph{Chandra}和\emph{XMM-Newton}检测到这种调制的发射。脉冲星风和双星内激波中相对论粒子的同步辐射和逆康普顿辐射可以探测这些致密双星中脉冲星风和相对论激波加速的未知物理。在一些有利的条件下，可以检测到GeV和TeV波段的轨道调制发射。
Intrabinary Shock Emission from Black Widows and Redbacks
在近距离（$P_b < 1$ ~天）双星系统中的毫秒脉冲星提供了与孤立脉冲星不同的脉冲星风和冲击的观点。自2009年以来，银河系中已知的这些系统的数量已经大大增加。我们一直在系统地研究这些新发现的多波长系统。通常，伴星几乎充满了罗氏瓣，并被脉冲星加热，导致伴星的质量损失。脉冲星风与这种物质一起在伴星表面上方震荡。我们讨论了这个冲击波的各种观测性质，包括射电日食，轨道调制的X射线发射，和潜在的$γ$射线发射。红背，其同伴可能是非简并的，并且明显更大，通常比黑寡妇有更多的发光冲击，黑寡妇有非常低的质量同伴。这是预料之中的，因为更大质量的红背伴星拦截了更大比例的脉冲星风。我们还比较了这些系统的吸积毫秒彗星，这可能是黑寡妇的祖先，在某些情况下，可以通过之间的redback和吸积阶段来回。
The GMRT High-Resolution Southern Sky Survey for pulsars and transients -- VII: Timing of Spider MSP J1242-4712, A Bridge Between Redback and Black Widow Pulsars
本文给出GMRT发现的5.31 ms蜘蛛型脉冲星J1242−4712的计时解，结合其7.7小时轨道、0.08 M⊙伴星、食和轨道周期变化，提出它是连接黑寡妇与红背MSP的过渡类型。
A systematic search for redback and black widow candidates based on the 4FGL-DR3 unassociated sources and the Zwicky Transient Facility data
利用兹威基瞬变设施时间域数据和费米4FGL-DR3未关联源，通过Lomb-Scargle周期图及盖亚筛选，系统搜索蜘蛛脉冲星候选体，最终识别出9个金样本候选体，以验证毫秒脉冲星回收理论。
Diagnosing pulsar winds in black-widow, redback, and other binary millisecond pulsar systems
由一颗回收的毫秒脉冲星和一颗在近轨道上的恒星伴星组成的双星系统可能是诊断脉冲星风的最佳地点。在这样的系统中，脉冲星外流辐射并加热了伴随的大气层，这可能导致观测到强烈的昼夜温度调制。我们用粒子簇射模拟证明了风的粒子能量会影响大气中的加热深度：风的热量可以沉积在光球层的上方或下方，从而导致观察到的光谱中的不同特征。我们将我们的方法应用到四个具体的系统：我们发现，系统与凉爽的夜晚侧同伴显示出强烈的温度变化可以给有趣的下限粒子能量在风中。特别是，如果PSR B1957+20的伴夜面被突然照射，深度加热只有在能量> 100 TeV的粒子存在时才会发生。因此，在这个系统中深层加热的观测证据表明，i）这样的粒子存在于脉冲星风中和/或ii）双星演化非平凡地将伴星带到了观测到的温度不对称性。此外，所观察到的温度差只能保持与粒子能量的顺序为100兆电子伏。
X-ray Census of Millisecond Pulsars in the Galactic field
我们对毫秒级中子的X射线特性进行了系统的研究。目前，有47个MSP已确认进行X射线检测。我们还使用存档数据确定了其他36个MSP的X射线发射上限。我们已经将它们的X射线光度$L_{x}$和它们的有效光子指数$Γ$归一化为均匀的数据集，这使我们能够进行详细的统计分析。基于我们的删失样本，我们报告了MSP的$L_{x}\simeq10^{31.05}\left(\dot{E}/10^{35}\right)^{1.31}$ erg/s（2-10 keV）关系。推断的X射线转换效率被认为是低于以前报道的估计，可能会受到选择偏差。$L_{x}$还与光柱体$B_{LC}$ /特征年龄$τ$处的磁场强度相关/反相关。另一方面，在$L_{x}$和它们的表面磁场强度$B_{s}$之间没有相关性。我们进一步将样本分为四类：（i）黑寡妇，（ii）redbacks，（iii）孤立MSP和（iv）其他MSP二进制文件，并比较它们之间的属性。我们注意到，虽然红背星和黑寡妇星的旋转参数和轨道周期相似，但在2-10 keV波段，红背星的$L_{x}$明显高于黑寡妇星。红背的PDMATHAMN明显小于黑寡妇的PDMATHAMN，说明红背的X射线发射比黑寡妇的硬。这可以用双星内激波对这两类天体的X射线发射的不同贡献来解释。
The $\textit{False Widow}$ Link Between Neutron Star X-ray Binaries and Spider Pulsars
过渡毫秒双星（tMSP）的发现为中子星（NS）低质量X射线双星（LMXB）构成了向毫秒双星（MSP）演化的部分途径提供了确凿的证据。红背和黑寡妇“蜘蛛”星是双星MSP的一个子类，它们通过烧蚀“吞噬”它们的同伴--通过烧蚀，物质被脉冲星风从恒星表面升起。除了减少伴星的质量外，烧蚀还引入了可观察到的特征，例如在足够高的倾角下观察到的系统中的扩展，能量依赖和不对称的日食轮廓。在这里，我们提出了一个详细的研究和比较的X射线日食的两个NS LMXB; $\textit{Swift}$ J1858.6 $-$ 0814和EXO 0748 $-$ 676。在这两个LMXB中观测到的一些X射线食特征与食红背星和黑寡妇星的射电食特征相似，表明它们也可能拥有烧蚀的伴星。X射线照射或脉冲星风可以驱动消融。我们进行轨道相位分辨光谱两个LMXB映射柱密度，电离和覆盖的物质流出的分数。由此，我们推断在这两个系统中的伴星周围存在高度电离和cloudlated烧蚀的材料。我们将经历消融的LMXB称为$\textit{false widows}$，并假设消融开始于LMXB阶段，推测它们可能是红背星系的祖先。因此，假寡妇可以提供LMXB和蜘蛛网络之间的联系。在非吸积状态下的无线电脉动的检测可以支持这一假设。
X-ray Through Very-High-Energy Intrabinary Shock Emission from Black Widows and Redbacks
黑寡妇和红背系统是紧凑的双星系统，其中毫秒脉冲星加热，甚至可能通过其强烈的相对论粒子风和辐射烧蚀其低质量的伴星。在这样的系统中，双星内部的激波可以形成为粒子加速和相关的非热发射的场所。我们的X射线和伽马射线同步加速器和逆康普顿光谱组件选择蜘蛛双星，包括扩散，对流和辐射能量损失的轴对称，稳态的方法。我们的新的多区代码同时产生能量依赖的光变曲线和轨道相位分辨光谱。使用参数研究和匹配观测到的X射线光谱和光变曲线，以及费米大面积望远镜光谱（如果可用），与同步加速器组件，我们可以约束某些模型参数。对于PSR J1723--2837，这些是值得注意的磁场和等离子体沿激波切线运动的整体流速，激波加速效率，以及由脉冲星加速的对的多样性和频谱。这提供了对预期的高能和极高能伽马射线通量的更稳健的预测。我们发现，附近的恒星与热或耀斑的同伴可能是有前途的目标，为未来的切伦科夫望远镜阵列。此外，许多蜘蛛可能对未来的MeV波段任务，如AMEGO和e-ASTROGAM，具有重大意义。
Evolution of Transient Low-Mass X-ray Binaries to Redback Millisecond Pulsars
红背毫秒双星（以下简称红背）是密近双星中食毫秒双星的一个子群。这些系统的形成过程尚不清楚。这三颗恒星显示出旋转和吸积动力状态之间的转变，它们既属于红背星，也属于瞬态低质量X射线双星（LMXB），这表明它们之间可能存在进化联系。通过双星演化计算，我们发现几乎所有LMXB中的吸积盘在一定的演化阶段都具有热粘性不稳定性，并且盘不稳定性的参数空间覆盖了轨道周期-伴星质量平面上已知的红背的分布。因此，我们认为，突然减少的质量吸积率在静止的瞬态LMXB提供了一个合理的方式来打开脉冲星的活动，导致形成的红背，如果中子星已旋转到一个充满活力的毫秒脉冲星。我们研究了红背的演化，考虑到蒸发反馈，并讨论了它对黑寡妇毫秒彗星形成的可能影响。
Optical Light Curve of 4FGL J0935.3+0901: A Flaring Black Widow Candidate
我获得了费米源4FGL J0935.3 + 0901的紧凑双星候选者的时间序列测光。叠加在2.44小时轨道调制上的是日常变化和频繁的耀斑，如在几个红背和黑寡妇毫秒双星（MSP）中所看到的。短的轨道周期有利于黑寡妇。虽然$\leq 1$磁调变比大多数黑寡妇小，但它可能表明轨道倾角较低。虽然已发表的光谱显示出强烈的发射线，但光变曲线表明伴星的脉冲星加热，而不是过渡MSP的吸积盘发射。发射线和耀斑发生在同一个物体上，可能是由相对论性脉冲星风和从伴星吹出的风之间的冲击提供动力。我还从兹威基瞬变装置上恢复了测光的周期。由MDM天文台和ZTF资料得到的4年相位连接星历表给出了脉冲星升交点的周期为0.10153276（36）天和历元。
High Energy Radiation from Spider Pulsars
在过去的十年中，毫秒彗星（MSP）的数量已经大大增加。他们不仅数量不断增加，而且还揭示了他们的各种类别。在不同类别的MSP中，黑寡妇和红背的行为特别有趣。这些系统由一颗MSP和一颗轨道周期小于一天的致密双星中的低质量伴星组成。在这篇文章中，我们给出了这两类MSP的高能量性质的概述。介绍了黑寡妇和红背的最新目录，并对它们的X射线/ $γ$射线特性进行了评述。除此之外，我们还利用最新的八年费米大面积望远镜点源星表，比较了这两类MSP的$γ$射线性质。结果表明，从这些MSP中观察到的X射线和$γ$射线来自不同的机制。最后，我们还将提到用新方法研究这些蜘蛛星的未来前景以及即将到来的观测设施。
Atmospheric Circulation on Black Widow Companions
我们提出了一个模型，在二进制毫秒脉冲星（MSP）的同伴大气风环流，显示如何的光学光变曲线（LC）和径向速度（RV）是敏感的风流，导致LC轨道相移和不对称性，观察几个'蜘蛛' MSP。谱线的速度宽度为测量表面风速提供了额外的机会。作为例子，我们适合黑寡妇脉冲星J1959+2048和红背脉冲星J2215+5135的光学数据，风加热模型（WH）在统计上强烈优于直接加热（DH）的对象，虽然后者是更好地适合与热点。一般来说，WH效应倾向于增加推断的轨道倾角$i$和减少推断的伴星质心径向速度振幅$K_\mathrm{c}$ ;这两种效应都减少了推断的中子星质量。即使有这样的减少，我们发现两颗中子星的质量都很大：分别是$2.18\pm0.09M_\odot$和$2.28^{+0.10}_{-0.09}M_\odot$（对于从整体热流拟合的适度表面速度;超音速光球风可以稍微改变这些值）。这些都是已知的最高质量，我们改进的建模增加了信心，结果对于理解致密物质状态方程很重要。
Convective dynamos of black widow companions
本研究利用MESA代码探究脉冲星辐照对黑寡妇/红背脉冲星伴星结构的影响，发现强辐照会削弱对流与磁场、改变磁制动演化过程，解释了不同周期双星系统的形成，可为磁制动规律校准提供依据。
Low-radio-frequency eclipses of the redback pulsar J2215+5135 observed in the image plane with LOFAR
某些类型的双毫秒双星（即“黑寡妇”和“红背”）的日食经常使用高时间分辨率、“波束形成”的无线电观测来研究。然而，它们也可以在从干涉测量数据生成的图像中被检测到。作为表征射频<200 MHz的可变和瞬态天空的更大成像项目的一部分，我们已经盲测到红背系统PSR J2215+5135作为低频阵列（LOFAR）的可变源。使用2周-6个月的观测，我们发现初步证据表明，日食持续时间是频率依赖性的（$\propto ν^{-0.4}$），这样的脉冲星在较低的频率下被日食的时间更长，与其他类似来源的波束形成研究广泛一致。此外，在成像数据中检测到的日食表明，日食介质吸收脉冲发射，而不是散射它。我们的研究也是在宽视场成像调查与当前一代的低频射电望远镜发现的恒星的前景演示。
Optical spectroscopy and demographics of redback millisecond pulsar binaries
我们提出了第一个光谱的五个确认（或强候选人）红背毫秒脉冲星双星，获得完整的径向速度曲线为每个伴星。这些毫秒脉冲星双星与低质量，富氢的同伴的属性进行了讨论的背景下，14个确认和10个候选字段redbacks。我们发现红背星系中的中子星的平均质量为1.78 +/- 0.09 M_sun，色散σ = 0.21 +/- 0.09。质量超过2 M_sun的中子星与当前的观测结果是一致的，但并不完全符合要求。红背伴星的平均质量为0.36 +/- 0.04 M_sun，σ = 0.15 +/- 0.04，尾部可能延伸到0.7-0.9 M_sun。候选红背星系的伴星质量往往比已确认的红背星系高，这表明在这些更大的候选星系中，可能存在对射电脉动检测的选择偏差。红背和质量较小的黑寡妇之间的同伴质量分布仍然是强烈的双峰，这是对这些系统的进化模型的一个重要约束。在红背星系中，将脉冲星自旋下降能量转换为伽马射线亮度的平均效率约为10%。
Searching for optical pulsations from spider millisecond pulsars with the fast photometer SiFAP2
该研究用SiFAP2光度计搜寻密近双星中旋转驱动蜘蛛毫秒脉冲星的光脉冲，未检测到超过3σ置信水平的光脉冲，为相关参数设限，支持吸积盘加速光脉冲辐射粒子的观点。
X-Ray Observations of Black Widow Pulsars
本文描述了对五颗短轨道周期（$P_B < 1$天）、发射$γ$射线的毫秒双星的首次X射线观测。其中四颗，即PSR J 0023 +0923、J1124 $-$ 3653、J1810+1744和J2256 $-$ 1024，是“黑寡妇”脉冲星，与质量为$\ll0.1 M_{\odot}$的简并伴星，其中三颗表现出射电日食。第五个源，PSR J2215+5135，是一个食“红背”，有一个近罗什瓣填充$\sim$ 0.2太阳质量的非简并伴星。数据是使用\textit{Chandra X-Ray Observatory}采集的，涵盖了每颗脉冲星的完整双星轨道。两颗双星，PSR J2215+5135和J2256 $-$ 1024，显示出显著的轨道变化，而PSR J1124 $-$ 3653显示出边缘的轨道变化。这三颗恒星的光变曲线都有X射线通量极小值，与射电日食的相位相一致。这种现象是一致的intrabinary冲击发射解释的X射线。另外两个样本（PSR J0023+0923和J1810+1744）较暗，未显示出我们在这些数据中可检测到的水平的变异性。所有五个光谱与三个单独的模型：幂律模型，黑体模型，和一个组合模型与幂律和黑体组件。优选的光谱拟合产生幂律指数，范围从1.3至3.2和黑体温度在数百eV。PSR J2215+5135的光谱显示了一个显著的硬X射线成分，具有大量的2 keV以上的计…
Understanding the evolution of close binary systems with radio pulsars
我们计算了由一颗中子星（表现为射电脉冲星）和一颗正常施主星形成的密近双星系统（CBS）的演化，它们要么演化为氦白矮星（HeWD），要么演化为超短轨道周期系统。我们认为，由于无线电脉冲星辐射的X射线辐射反馈和蒸发。我们表明，辐射反馈导致循环质量转移事件，允许CBSs之间观察到的条件下，在标准的，非辐照模型预测发生的低质量X射线二进制的二进制射电望远镜。这种行为解释了一个被称为红背星的食双星系统家族的存在。我们预测红背伴星应该几乎填满它们的罗氏叶，就像PSR J1723-2837中观察到的那样。这种状态也有可能用于具有更大轨道周期的系统。因此，伴星质量通常被解释为大于预期的产生HeWD的射电双星也可能导致这种{ \it准罗氏叶溢出}状态，而不是承载碳氧WD。我们发现初始轨道周期为$\mathrm{P_{i}<1}$ day的CBSs演化为红背。它们中的一些产生低质量HeWD，并且具有较短$\mathrm{P_{i}}$的亚组成为黑寡妇（BW）。因此，BW是从Redback演化而来的，尽管不是所有的Redback都演化成BW。有越来越多的观测证据支持BW星系是非常巨大的（$\mathrm{\gtrsim 2\; M_{\odot}}$）。因为它们应该是红背的后代，所以红背的质量也应该非常大，因为大部分的质量在这个阶段之前就转移了。
Super-Massive Neutron Stars and Compact Binary Millisecond Pulsars
中子星的最大质量在多个研究领域都有重要意义，包括天体物理学、核物理学和引力波天文学。紧凑的毫秒双星（轨道周期小于一天）是一个快速增长的脉冲星群体，为寻找最大质量的中子星提供了一个很好的机会。应用一种新的方法来测量伴星两侧的速度，我们之前发现紧凑的毫秒脉冲双星PSR J2215+5135拥有迄今为止已知的最大质量的中子星之一，质量为2.27 $\pm$ 0.16 M $_\odot$（Linares，Shahbaz & Casares，2018）。我们重新审视的0.33 M $_\odot$伴星，脉冲星加热的属性，并认为，在这个“红背”二进制的辐射是极端的，但稳定的，对称的，不一定产生的扩展源。我们也回顾了中子星的质量分布，根据这一点和最近的发现。我们编制了一份清单，列出了所有（九个）系统与超大质量中子星的证据，质量超过2 M $_\odot$。我们发现其中四个是紧凑的二进制毫秒序列（一个黑寡妇，两个红背和一个红背候选人）。这表明紧凑的毫秒双星是限制中子星最大质量的关键。
Optical Follow-Up of Two Spider Pulsar Candidates: An Irradiated Redback and a Possible Double Giant Impostor
对两颗蜘蛛脉冲星候选体进行光学后随观测，发现J0846实为双红巨星而非脉冲星，J0935被确认为处于脉冲星状态的红背蜘蛛。
Evolution of Low-Mass X-ray Binaries: the Effect of Donor Evaporation
毫秒双星（MSP）被认为起源于低质量X射线双星（LMXB）。包括红背和黑寡妇在内的食射电MSP的发现表明，在LMXB演化过程中，施主星被MSP的辐射蒸发。在这项工作中，考虑到不同的蒸发效率和相关的角动量损失，我们研究了施主蒸发对LMXBs长期演化的影响。我们发现，扩大LMXB，施主星留下一个质量较轻的白矮星比没有蒸发;收缩系统，蒸发可以加快演变，导致动态不稳定的质量转移，并可能形成孤立的MSP。
A multi-wavelength view of the neutron star binary 1FGL J1417.7--4402: A progenitor to canonical millisecond pulsars
费米$γ$射线源1FGL J1417.7--4407（J1417）是一个紧凑的X射线双星，有一颗中子星和一颗红巨星伴星，轨道为$\sim$ 5.4天。这一基于光学和X射线数据的初步结论，在与光学/X射线源相同的位置（并具有相同的轨道特性）发现了一颗2.66毫秒的射电脉冲星时得到了证实。然而，这些最初的研究发现了关于吸积状态和双星其他性质的相互矛盾的证据。我们提出了J1417的新的光学，无线电和X射线观测，使我们能够更好地了解这个不寻常的系统。我们表明，一个吸积盘-持久的H $α$发射线的复杂形态-以前提出的主要证据之一--可以更好地解释了存在一个强大的，磁驱动的恒星风从二次和它的相互作用与脉冲星风。从VLA/ATCA观测得到的射电光谱指数与毫秒脉冲星的预期大致一致，进一步不利于吸积盘的情况。X射线观测显示了双峰轨道光变曲线的证据，类似于在一些红背毫秒脉冲星双星中观察到的，可能是由于双星内的冲击。精细的光学光变曲线拟合给出了3.1 $\pm$ 0.6 kpc的距离，通过Gaia DR 2视差测量确认。在这个距离上，J 1417的X射线光度是（1.0 $^{+0.4}_{-0.3}$）$\times 10^{33}$ erg s $^{-1}$，比所有已知的红背系统在旋转动力脉冲星状态下更亮，这可能是由于来自巨伴星的风。这个系统的不寻常现象和它与红背毫秒脉冲星双星不同的演化路径指向一个…
PSR J0952-0607: The Fastest and Heaviest Known Galactic Neutron Star
我们描述了“黑寡妇”脉冲星PSR~ J 0952 $-$ 0607的伴星的射电望远镜分光光度和成像，它是银河系圆盘中已知旋转最快的中子星（NS）。这颗伴星在最小亮度时非常微弱，这给观测带来了挑战，但我们已经测量了它的光变曲线，并获得了它轨道上被照亮的“白天”部分的径向速度。模型拟合表明系统倾角$i=59.8\pm 1.9^\circ$和脉冲星质量$M_{NS} = 2.35\pm 0.17 M_\odot$，这是迄今为止发现的最大测量质量。模型的不确定性很小，因为加热并不极端;伴星位于其洛希瓣内，一个简单的直接加热模型提供了最佳拟合。如果NS开始于一个典型的脉冲星诞生质量，几乎$1 M_\odot$已经吸积;这可能与特别低的固有偶极子表面场有关，估计为$6\times 10^7$ G。结合对其他黑寡妇和红背彗星的再分析，我们发现在$1σ$ $(3σ)$置信度下，最大NS质量的最小值为$M_{\rm max} > 2.19 M_\odot$ $(2.09 M_\odot)$。这是$\sim 0.15 M_\odot$比通过无线电Shapiro延迟技术测量的白矮星脉冲星双星所暗示的$M_{\rm max}$的下限重。
Formation of black widows through ultra-compact X-ray binaries with He star companions
黑寡妇星（Black Widows，BW）是一类食毫秒双星（MSP），其伴星质量为$M_2$ $\lesssim 0.05\,\rm M_\odot$，可以用来研究双星的吸积历史、辐射以及孤立MSP的起源。最近的观察表明，存在两种子类型的生物武器。一种是具有$M_2$ $\sim$ $0.01-0.05\,\rm M_\odot$的BW，而另一种是具有$M_2$ $\lesssim 0.01\,\rm M_\odot$的BW。然而，后者的起源仍然非常不确定。在本文中，我们研究了超紧凑X射线双星（UCXB）与He星的伙伴，其中一个中子星（NS）通过Roche瓣溢出吸积来自He星的物质，与$M_2$ $\lesssim 0.01\,\rm M_\odot$形成BW。利用恒星演化程序MESA（Modules for Experiments in Stellar Astrophysics），考虑不同的He星质量和蒸发效率，演化出了一系列可以经历UCXB阶段的NS+He星系统。我们发现这个通道可以解释在哈勃时间内$M_2$ $\lesssim 0.01\,\rm M_\odot$的BW的形成，特别是三个广泛研究的BW，即PSR J1719-1438，J2322-2650和J1311-3430。我们还发现，X射线辐照反馈并不影响蒸发过程的演化轨迹。我们的模拟结果表明，UCXB通道与He星的同伴…
Neutron star mass estimates from gamma-ray eclipses in spider millisecond pulsar binaries
可靠的中子星质量测量是确定冷核物质状态方程的关键，但这是罕见的。“黑寡妇”和“红背”是由毫秒双星和半简并伴星组成的致密双星。光谱的光学明亮的同伴可以确定其径向速度，提供倾斜依赖的脉冲星质量估计。虽然可以从光学光变曲线中的细微特征推断出倾斜度，但由于不完整的加热模型和对变化的理解不足，这种估计可能会有系统性的偏差。使用费米大天区望远镜的数据，我们已经从49个蜘蛛系统中搜索了伽马射线食，在7个系统中发现了重要的食，包括原型黑寡妇PSR B 1957 $+$ 20。伽玛射线食需要伴星直接遮蔽脉冲星，因此伽玛射线食的检测或显著排除严格限制了双星的倾角，提供了新的鲁棒的、与模型无关的脉冲星质量约束。对于PSR B1957 $+$ 20，日食意味着一颗比光学光变曲线模型推断的更轻的脉冲星（$M_{\rm psr} = 1.81 \pm 0.07\,M_{\odot}$）。
Millisecond pulsars phenomenology under the light of graph theory
本研究利用最小生成树分析双星毫秒脉冲星群体，有效区分蜘蛛脉冲星等类别，提出新候选体分类，并引入快速定位算法以缩小关键参数搜索空间。
Reconstruction of spider system's observables from orbital period modulations via the Applegate mechanism
本文推导了 Applegate 机制的时间演化微分方程，利用轨道周期调制观测数据重建 spider 系统的可观测量量，并通过数值模拟验证了该方法，为研究这类双星系统的演化提供了新工具。
A Metal-Rich Low-Gravity Companion to a Massive Millisecond Pulsar
大多数有着低质量伴星的毫秒矮星都在有氦核白矮星或非简并恒星（"黑寡妇"或"红背"）的系统中。Kaplan等人（2012年）确定了PSR J1816 + 4510的候选对应物，其性质暗示了两种类型的伴随物，尽管两者都不相同。我们已经收集了候选伴星的光谱，并确认它是双星系统的一部分，径向速度振幅为343 +/-7 km/s，这意味着脉冲星质量很高，Mpsr * sin ^3i = 1.84 +/-0.11 Msun，伴星质量Mc * sin ^3i = 0.192 +/-0.012 Msun，其中i是轨道倾角。这颗伴星看起来类似于原白矮星/sdB星，重力log（g）= 4.9 +/-0.3，有效温度16000 +/-500 K。光谱中最强的谱线来自氢，但也有许多来自氦、钙、硅和镁的谱线，其丰度约为太阳的十倍（相对于氢）。因此，虽然从光谱上看，PSR J1816 + 4510的伴星表面上与低质量的白矮星非常相似，但它的重力要低得多，体积要大得多，并显示出大量的金属。此外，它能够产生电离气体食，这在以前只在红背或黑寡妇系统中的低质量，非简并同伴中看到。我们讨论的同伴与其他来源的关系，但发现我们既不了解它的性质，也不了解它的起源。因此，该系统是有趣的了解不寻常的恒星产品的二进制演变，以及独立的性质，为确定中子星的质量。
On the Expected Orbitally-modulated TeV Signatures of Spider Binaries: The Effect of Intrabinary Shock Geometry
研究通过改进模型预测蜘蛛双星的TeV特征，探索轨道调制逆康普顿辐射与双星内冲击几何的关系。
Search for TeV emission from spider millisecond pulsars with HAWC
研究利用HAWC数据搜寻蜘蛛毫秒脉冲星的TeV辐射，分析其可能的谱特性，并得出其对银河系弥漫辐射贡献有限的结论。
Discovery of a millisecond pulsar in the 5.4 day binary 3FGL J1417.5-4402: observing the late phase of pulsar recycling
在用Parkes射电望远镜搜索未确认的费米伽马射线源3FGL J1417.5-4402时，我们发现PSR J1417-4402，一颗2.66 ms的脉冲星，其轨道周期与Strader等人确定的光学和X射线双星相同，为5.4天。射电脉动的存在意味着中子星目前没有吸积。伴星的大量外流使射电脉冲星在一半以上的轨道上都无法被探测到，并且可能对观测到的阿尔法发射做出了贡献。我们最初的脉冲星观测，连同光学推断的轨道和倾角，意味着质量比为0.171+/-0.002，伴星质量为M_2=0.33+/-0.03 Msun，中子星质量在1.77<M_1<2.13 Msun范围内。然而，从伴星的光学性质推断出的4.4千秒差距距离与较小的射电色散测量距离1.6千秒差距之间仍然存在差异。较小的距离将减小推断的罗氏瓣填充因子，增加推断的倾斜角，并减小质量。PSR J1417-4402是一颗宽双星，不同于费米发现的大量射电食黑寡妇和红背双星。它可能是一个在伴星离开主序星后开始向中子星进行质量转移的系统。伴星应该在6-20天的轨道上结束其作为He白矮星的演化，即，是一颗典型的毫秒脉冲双星伴星。
An evolutionary channel towards the accreting millisecond pulsar SAX J1808.4-3658
最近的时间分析表明，第一个发现的吸积毫秒脉冲星SAXJ1808.4 -3658的轨道周期正在以$\dot{P}_{\rm orb}=(3.89\pm0.15)\times 10^{-12}~\rm s\,s^{-1}$的速率增加，这至少比保守质量转移产生的值高一个数量级。在静止状态下，$10^{-9}~\rm M_{\odot}{\rm yr}^{-1}$在内拉格朗日点从施主星的质量损失率的喷射可以解释观测到的轨道周期导数。然而，目前还不清楚这种来源是否可以提供如此高的质量损失率。在这项工作中，我们试图调查一个进化的通道SAXJ1808.4 -3658。一旦吸积盘变得热和粘滞不稳定，毫秒脉冲星的自旋下降光度和爆发期间的X射线光度被认为会蒸发施主星，由此产生的风带走内拉格朗日点处的特定轨道角动量。我们的方案可以产生观测到的轨道周期，轨道周期导数，爆发期间的峰值X射线光度。低质量X射线双星，有一颗$1.0~\rm M_{\odot}$供体星，轨道周期在0.8 - 1.5 d之间，可能是SAX J1808.4-3658的前身。我们的数值计算表明，目前的施主星质量为$0.044 ~\rm M_{\odot}$，这是近似一致的施主星的最小质量。此外，我们的场景也可以解释黑寡妇或像PSR J1719-1438这样的钻石行星的形成。
Reconciling the Systemic Kicks of Observed Millisecond Pulsars, Spider Pulsars, and Low-mass X-ray Binaries
研究通过考虑距离依赖的运动学偏差，修正观测到的毫秒脉冲星系统性 kicks，发现其与低质量X射线双星的差异可能并非物理矛盾，支持共同起源的演化模型。
Investigating cannibalistic millisecond pulsar binaries using MESA: New constraints from pulsar spin and mass evolution
本研究使用MESA模型首次纳入脉冲星自转演化与风辐照，发现高效吸积与强辐照能解释蜘蛛双星特征，并指出加速中子星至亚毫秒会导致黑洞坍缩。
Probing the neutron star interior and the Equation of State of cold dense matter with the SKA
中子星（NS）的平均密度高于核密度，为核物理、量子色动力学（QCD）和核超流性提供了一个独特的实验场所。确定在这种极端条件下支配物质的基本相互作用是现代物理学尚未解决的主要问题之一，而且--因为在地球上不可能复制这些条件--这是SKA的一个主要科学动机。最严格的观测约束来自NS整体性质的测量：物质微观行为的每个模型都预测了特定的密度-压力关系（其“状态方程”，EOS）。这产生了一个独特的质量半径关系，它预测了一个大范围的质量和一个最大质量的特征半径，超过这个最大质量，NS坍缩成黑洞。它还唯一地预测了其他大量的量，如最大自旋频率和转动惯量。SKA在第一阶段，特别是在第二阶段，由于其原始灵敏度所带来的精致的计时精度，以及显着增加源数量的调查，将：1）提供更精确的NS质量测量（高质量NS测量对于排除EOS模型特别重要）; 2）允许测量双脉冲星等高度相对论性双星的NS转动惯量; 3）大幅度增加快速自旋NS的数量，可能发现自旋频率高于某些EOS模型所允许的频率; 4）提高我们对新的二元期权类别的知识，如黑寡妇和红背（可能是大规模的一类）通过敏感的宽带无线电观测; 5）通过对旋转毛刺的研究，提高我们对致密物质超流性和内部物质状态的理解，前提是制定了一项特别活动。
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