近日，国际天文期刊《英国皇家天文学会月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）发表了中国科学院云南天文台双星与变星研究团组博士研究生臧蕾和钱声帮研究员等人对银河系中为数不多的持续超软X射线源研究的最新成果。该工作基于TESS（凌食系外行星勘测卫星）和AAVSO（美国变星观测者协会）数据库的测光数据，首次发现了持续超软X射线源仙女座QR的轨道周期在长期连续增加，揭示了仙女座QR的轨道演化是由较小质量伴星以其热力学时标向白矮星转移物质引起的，当白矮星质量达到钱德拉塞卡极限时，很可能会产生Ia型超新星爆炸。在考虑吸积盘的磁风物质损失带走系统角动量的情况下，给出了物质转移率的大致范围。 

　　超软X射线源是最可能的Ia型超新星的前身天体，是由一颗致密的大质量白矮星主星和一颗主序星（或者巨星等）构成的激变双星。白矮星通过吸积盘不断吸积来自伴星的物质而源源不断地辐射超软X射线，并使其质量不断增大（见图1）而最终产生Ia型超新星爆炸。然而这类双星中物质转移的物理机制仍不清楚。仙女座QR是一颗银河系中为数不多的掩食超软X射线源，也是目前为止在可见光波段发现的最亮持续超软X射线源。长期以来，人们认为它的轨道周期是不变的。为进一步研究这颗双星的物质转移及轨道演化过程，研究人员使用TESS空间望远镜的连续测光数据，以及AAVSO数据库收集的光变曲线，对该系统的轨道周期进行了详细的分析研究，首次发现其轨道周期存在一个长期增加的趋势（见图2），说明此双星轨道在持续扩张。 

　　通过详细的分析，当白矮星质量约为1.2个太阳质量时，其伴星质量仅为0.5个太阳质量，比白矮星的质量要小。由此，研究人员得出仙女座QR的轨道周期增加是由较小质量的伴星以其热力学时标向白矮星主星转移物质导致的。与此同时，研究人员还考虑了普遍存在于超软X射线源及其对应体中的吸积盘的磁风物质损失，由它导致的系统角动量可以起到延缓轨道扩张的作用，从而使得较小质量伴星持续充满其洛希瓣，并源源不断地通过洛希瓣向白矮星转移物质。根据这样一个物理图景，研究人员估计出了其物质转移率的大致范围，且推测该系统中的白矮星主星将在至少150万年后达到钱德拉塞卡质量极限，从而很可能爆炸成Ia型超新星。 

　　该研究工作得到国家自然科学基金重点项目等的资助。 

　　  

　　论文链接 

 

　　图1：超软X射线源示意图（图片来源：https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/objects/cvs/cvstext.html）

 

图2：仙女座QR的轨道周期变化分析图。上图是光极小时刻的观测值O和使用已知历元计算出的理论值C之间的差值（O-C）的变化情况。其变化所呈现的开口向上的抛物线趋势，揭示了仙女座QR的轨道周期正在长期连续增加。下图是减去长期变化后得到的残差分布情况