[科普中國]-X射線聯(lián)星

X射線聯(lián)星，即X射線雙星，是一類發(fā)出明亮X射線輻射的雙星，雙星系統(tǒng)中有一顆為致密星，通常為中子星或黑洞。它們的典型光度在10^36-10^38爾格/秒之間，比太陽全波段的光度高3到5個數(shù)量級。X射線雙星在靠近銀心和銀盤的方向分布比較集中，在球狀星團中也有分布。

簡介X射線聯(lián)星，即X射線雙星，是一類發(fā)出明亮X射線輻射的雙星，雙星系統(tǒng)中有一顆為致密星，通常為中子星或黑洞。它們的典型光度在1036-1038爾格/秒之間，比太陽全波段的光度高3到5個數(shù)量級。X射線雙星在靠近銀心和銀盤的方向分布比較集中，在球狀星團中也有分布。1

X射線雙星的發(fā)現(xiàn)1960年代，人們利用火箭和氣球確定了大約30個X射線源。1964年薩佩特和澤爾多維奇等人提出銀河系X射線源是雙星系統(tǒng)中的中子星或者黑洞的吸積過程產(chǎn)生的。最早證認的X射線雙星是半人馬座X-3和武仙座X-1。20世紀70年代，烏呼魯衛(wèi)星觀測到了它們具有X射線脈沖，周期分別為4.84秒和1.24秒，并且經(jīng)歷數(shù)天的周期性變化。X射線脈沖星發(fā)現(xiàn)后，提出了密近雙星的模型解釋這種現(xiàn)象，脈沖的周期性變化是由于雙星相互掩食而產(chǎn)生的。這種說法已經(jīng)得到廣泛承認。

截至2006年，人們已經(jīng)在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)了超過300個X射線雙星。錢德拉X射線天文臺還在河外星系中發(fā)現(xiàn)了X射線雙星。1

X射線雙星的分類根據(jù)伴星的質(zhì)量，X射線雙星大體上可以分為高質(zhì)量X射線雙星和低質(zhì)量X射線雙星兩類。

低質(zhì)量X射線雙星低質(zhì)量X射線雙星的主星是一顆致密星（中子星或黑洞），伴星的質(zhì)量較低，通常小于1倍太陽質(zhì)量，軌道周期從數(shù)分鐘到數(shù)百天不等。其X射線輻射是由于伴星充滿了洛希瓣，部分物質(zhì)被主星所吸積所致，這叫做“洛希瓣盛溢”。它們的X射線譜較軟，少數(shù)有表現(xiàn)為X射線脈沖，多數(shù)有X射線暴和準周期震蕩現(xiàn)象，并且很少發(fā)生交食。低質(zhì)量X射線雙星的大部分輻射以X射線的形式釋放出來，因此在天空中屬于較明亮的X射線源，但在可見光波段很暗淡，視星等大約在15到20等。這類雙星截至2006年已經(jīng)在銀河系中發(fā)現(xiàn)了大約100顆，其中有13顆位于球狀星團中。它們沿銀河系核球的方向和球狀星團中分布比較集中，而在銀盤上則很彌散，屬于年齡109年的年老星族。

一顆典型的低質(zhì)量X射線雙星是4U1626-67，其主星為1.4倍太陽質(zhì)量的X射線脈沖星，伴星為0.1倍太陽質(zhì)量的矮星，在半徑不到太陽半徑的軌道上環(huán)繞主星運轉(zhuǎn)，軌道周期為42分鐘。武仙座X-1也是一顆典型的低質(zhì)量X射線雙星。

高質(zhì)量X射線雙星高質(zhì)量X射線雙星的伴星是一顆致密星，主星為大質(zhì)量恒星（多數(shù)高于10倍太陽質(zhì)量），光譜型多為O、B型，通常為有明顯氫發(fā)射線的B型星或超巨星。這類雙星的X射線輻射是由于主星吹出的星風被伴星所俘獲，并下落到伴星表面而發(fā)出的。高質(zhì)量X射線雙星在可見光波段的光度通常大于X射線光度，光學光度主要是由主星貢獻的，而X射線輻射則主要由伴星（致密星）所貢獻。其X射線譜的特點是較硬，時變特性變現(xiàn)為正常的X射線脈沖，多數(shù)出現(xiàn)交食，沒有X射線暴。它們的空間分布沿銀盤方向比較集中，屬于年齡小于107年的年輕星族。

半人馬座X-3是一顆典型的高質(zhì)量X射線雙星，它是在1967年發(fā)現(xiàn)的，1971年里卡爾多·賈科尼等人利用烏呼魯衛(wèi)星的觀測資料發(fā)現(xiàn)它具有規(guī)則的脈沖。半人馬座X-3的主星是一顆20倍太陽質(zhì)量的巨星，伴星是一顆X射線脈沖星，周期為4.84秒，環(huán)繞主星的軌道周期為2.1天。天鵝座X-1也是一顆高質(zhì)量X射線雙星，它的伴星通常認為是一個黑洞。

高質(zhì)量X射線雙星又可分為兩類：超巨星/X射線雙星和鈹星/X射線雙星。超巨星/X射線雙星的顯著特點是具有球?qū)ΨQ的星風，而鈹星/X射線雙星的星風呈盤狀，而且會呈現(xiàn)周期性的爆發(fā)，通常為暫現(xiàn)源。研究表明，鈹星/X射線雙星在大、小麥哲倫云中占星系總質(zhì)量的比例遠遠高于銀河系，推測可能與金屬量有關(guān)。

其它除此之外還發(fā)現(xiàn)了介于二者之間的X射線雙星，懷疑應(yīng)分為中等質(zhì)量X射線雙星。截至2006年，此類X射線雙星只發(fā)現(xiàn)了1顆。激變變星發(fā)射X射線的中心天體是白矮星，通常也視為X射線雙星。

截至2006年，已測定40余個X射線雙星的脈沖和軌道周期，發(fā)現(xiàn)其周期是由無數(shù)個加快、減慢的過程疊加起來的，但從長期來看，總的趨勢是自轉(zhuǎn)加快的。鈹星/X射線雙星的脈沖/軌道周期具有顯著的相關(guān)性。此外，X射線雙星還具有無規(guī)則行走的性質(zhì)。1

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

黎明 - 副教授 - 西南大學