近日，理学院2021级研究生魏娜作为第一作者的论文“Anomalous orbital expansion of the low-mass X-ray binary 2A 1822-371: the existence of a circumbinary disk?”在天文学顶级期刊Astronomy & Astrophysics发表。
2A 1822-371是轨道周期为5.57小时的低质量X射线双星，其吸积天体为自转频率为1.69赫兹的中子星，伴星质量约为0.5倍太阳质量。X射线观测表明该源存在超爱丁顿极限的物质传输率。Einstein、Gaia、HEAO-1、Exosat、NuSTAR、Swift等卫星的观测还揭示该系统轨道周期正以每年6毫秒的速度持续增加。计算表明其轨道扩张是由于超3倍爱丁顿极限的物质传输率所致。然而，经典的磁制动模型却无法在该源中产生如此高的质量传输率。
在导师陈文聪教授的指导下，魏娜考虑双星物质传输期间会有少量物质离开双星形成环绕双星盘，环双星盘与系统之间的引力相互作用产生的潮汐矩将产生有效的角动量损失，从而产生超爱丁顿极限的质量传输率和观测的轨道周期变化率。他们利用细节的恒星演化模拟计算了该源的形成，当环双星盘质量约为太阳质量的五千万分之一时，计算所得的伴星质量、轨道周期、轨道周期变化率与观测完全一致。
理论上，环双星盘不仅可以导致双星的轨道扩张，在质量传输率较低时也可以诱导轨道收缩。因此，论文结论中指出环双星盘在低质量X射线双星的演化中有着举足轻重的地位，未来红外波段观测有可能确认其存在。
陈文聪教授团队现有多名成员，包括姜龙和许坤两名副教授，以及多名研究生。团队成员积极开展国际交流与合作，姜龙博士首次在国际上通过细节的双星演化模拟重现了LIGO引力波探测器探测到的双中子星和黑洞-中子星两类高频引力波源的形成。陈文聪教授指导的我校与郑州大学联合培养的研究生秦可研究了作为低频引力波源的黑洞极致密X射线双星在两个不同形成通道下的初始参数空间和演化历史，并预言了欧州空间局LISA未来在银河系内能探测的该类低频引力波源的诞生率和数目。相关成果发表在天文学国际顶级期刊Astrophysical Journal Letters和Astrophysical Journal上。
上述工作得到了国家自然科学基金和山东省自然科学基金的支持。（撰稿人： 姜龙 审核人：邱田会）