Ph.D. o candidato GUO Yunlang e o Prof. WANG Bo dos Observatórios de Yunnan da Academia Chinesa de Ciências investigaram a formação de pulsares de viúva negra através de binários de raios-X ultracompactos (UCXBs) com companheiros estelares He.
Este trabalho foi publicado em Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

Pulsares de milissegundos (MSPs) são pulsares de rádio antigos com períodos de rotação inferiores a 30 ms. As MSPs eclipsantes têm períodos orbitais que variam de cerca de 0,1 a 1,0 dia, e suas estrelas companheiras são despojadas de material pela radiação pulsante do pulsar, como se fossem aranhas canibalizando suas companheiras. Assim, os cientistas chamam esses MSPs eclipsantes de viúvas negras (BWs) e redbacks (RBs).

BWs têm companheiros com massas inferiores a 0,05 M_☉ (a massa do Sol), enquanto RBs têm companheiros com massas na faixa de 0,1-1,0 M_☉ . Tem sido sugerido que os BWs podem ser o elo evolucionário entre os pulsares de raios-X em acreção e os MSPs isolados, nos quais o companheiro é ablado pelos raios γ e as partículas energéticas emitidas pelos MSPs.

Observações recentes indicam que os BWs podem ser divididos em dois subtipos:um é os BWs com massa companheira (M₂ ) no intervalo de 0,01–0,05 M_☉ , enquanto o outro subtipo tem M₂ ≤ 0,01 M_☉ . O primeiro subtipo pode ser explicado pela radiação pulsar evaporando estrelas normais. No entanto, a origem do segundo subtipo não é bem compreendida.

Neste estudo, os pesquisadores exploraram a origem dos BWs com M₂ ≤ 0,01 M_☉ considerando o processo de evaporação baseado no canal UCXB.

Eles calcularam a evolução a longo prazo dos sistemas estelares NS+He considerando diferentes massas estelares He e eficiências de evaporação. As eficiências de evaporação afetarão a trilha evolutiva do sistema binário quando o processo de evaporação começar. A massa da estrela He diminuirá mais rapidamente e as órbitas binárias se alargarão mais rapidamente à medida que a eficiência da evaporação aumenta, devido à evaporação mais eficiente.

Eles descobriram que os BWs com M₂ ≤ 0,01 M_☉ pode ser explicado pelo canal UCXB com He star companheiros. Para reproduzir ainda mais as propriedades dos BWs, eles consideraram diferentes parâmetros de entrada para os modelos iniciais. As propriedades BW podem ser bem reproduzidas usando eficiências de evaporação apropriadas e períodos iniciais de spin NS.

Além disso, eles descobriram que a massa dos companheiros estelares He pode diminuir para <0,001 M_☉ ou mesmo <10 ^-5 M_☉ dentro do tempo de Hubble. Estudos anteriores sugeriram que o companheiro degenerado He sofrerá a ruptura da maré antes que a massa do companheiro diminua para 0,004 M_☉ . Portanto, os BWs através do canal UCXB com companheiros de estrela He são os potenciais progenitores de MSPs isolados. Além disso, eles descobriram que o número de MSPs isolados por meio desse canal está na faixa de 10 a 80.

Este trabalho explica a formação de BWs com M₂ ≤ 0,01 M_☉ , e propôs um canal de formação alternativo para a produção de MSPs isolados. + Explorar mais

Pesquisadores explicam a formação de pulsares de milissegundos com longos períodos orbitais