X射线暴振荡的研究进展

李清心，李兆升

(湘潭大学 物理与光电工程学院，湘潭411105)

1 引言

小质量X射线双星(low-mass X-ray binary,LMXB)由致密星(中子星或黑洞)和一颗小质量主序星(M

通过RXTE,Swift和NICER卫星的观测数据，发现LMXB源中约20%的I型X射线暴中观测到了X射线暴振荡现象，振荡的频率范围约为11∼620 Hz，振荡的均方根振幅在5%∼20%之间，在有些源中，均方根振幅可接近50%。在吸积毫秒脉冲星中，观测到的XBO频率接近星体的自转频率，差异在几赫兹之内。在I型X射线暴的上升和衰减尾部，XBO的频率有几赫兹的漂移，通常在尾部渐近中子星的旋转频率，且XBO更容易在I型X射线暴的尾部探测到。

Strohmayer等人[1]认为X射线暴振荡的信号来自于中子星的自转，即在I型X射线暴爆发时，可能在中子星表面形成热斑，导致不均匀的温度分布，由星体自转在X射线能段产生周期性信号，但I型X射线暴的爆发过程中热斑如何形成和演化等问题尚未解决。表面模式模型(如Rossby模式)认为I型X射线暴可激发中子星海洋的振荡，在星体表面不同高度形成温度梯度，通过星体自转调制，形成XBO。这些模型只能解释部分观测的XBO现象，有待进一步的完善。

本文分别从I型X射线暴，X射线暴振荡的观测以及振荡理论分别进行介绍。

2 I型X射线暴

I型X射线暴是发生在中子星LMXB中的不稳定核燃烧，主要有H燃烧、He燃烧、C燃烧，其中C燃烧在观测上为超暴，由Grindlay等人[4]在4U 1820—30中首次发现。典型的I型X射线暴的光变曲线呈快速上升和指数下降形状，上升时间约1∼10 s(见图1)，持续时间10∼100 s，爆发间隔时间为几小时到几天，能谱一般由黑体谱拟合，特征温度为1∼3 keV，辐射的总能量1032∼1033J。……