近日，海南大学物理与光电工程学院空间与天体物理团队在准周期振荡的辐射机制的研究取得了重要进展，相关研究成果《Radiation mechanism of twin kilohertz quasi-periodic oscillations in neutron star low-mass X-ray binaries》被发表在天文学TOP期刊《Astronomy & Astrophysics》上（Ref., A&A, 2024, 691, A187）。海南大学物理与光电工程学院教授史常圣为论文第一作者及通讯作者，海南大学物理与光电工程学院为论文第一单位。

低质量X射线双星作为包含极端天体物理条件（极端致密、极端磁场、极强引力）的致密星的重要研究对象，涉及到致密物质的物态方程、强引力场下的广义相对论效应、等离子体与物质的相互作用、逆康普顿散射等等物理过程。对这一领域的研究不仅有助于深入探索宇宙中天体的物理机制，还为理解黑洞和中子星等致密天体的吸积过程提供了新的视角，更为基础物理中的科学规律的发现与补充起着重要作用。

图1 中子星低质量X射线双星中双峰千赫兹准周期振荡辐射机制示意图

在中子星表面，向外辐射的种子光子与高温等离子体发生相互作用，产生了逆康普顿散射。从吸积盘磁层半径处产生的千赫兹的双磁流体动力学波（MHD waves）沿着磁力线传播到中子星的南、北两极，接着加热了包围中子星的均匀的冕。由于朗道衰减等物理机制的存在，MHD waves在等离子体中传输的距离是不一样的，从而其加热冕的区域是不一样的，最后引起了冕及其局部区域的物理量的振动，导致辐射出的X射线出现了准周期振荡的物理现象。该论文通过Kompaneets 方程的扰动对该物理过程从理论上进行了详细的探讨，通过MCMC的方法对x射线双星的物理参数进行了计算。准周期振荡的物理起源取得的进展，对相对论物理、等离子体物理、吸积物理和辐射机制起着一定的推动作用。

该项工作得到了国家自然科学基金及海南省自然科学基金的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1051/0004-6361/202449728

《Astronomy & Astrophysics》由欧洲南方天文台和法国国家科学研究中心共同创办。与美国的《天体物理学杂志》（ApJ）和英国的《皇家天文学会月报》（MNRAS）并称为天文学三大著名期刊。研究范围涵盖了天体物理学、宇宙学、天体测量学、天体化学、天体光学、天体电磁辐射、天体动力学和天体高能物理学等多个领域。