پژوهش های نوین فیزیک، جلد ۱۰، شماره ۱، صفحات ۲۷-۴۲
عنوان فارسی محاسبه جرم ستاره نوترونی PSR J۲۲۱۵+۵۱۳۵ با استفاده از مدل ELC
چکیده فارسی مقاله یکی از روش‌های مؤثر برای شناسایی ستاره‌های نوترونی با جرم بالا، بررسی سامانه‌های دوتایی حاوی تپ‌اخترهای میلی‌ثانیه‌ای است. در این سامانه‌ها، ستاره‌ی همدم تحت تأثیر تابش شدید تپ‌اختر قرار می‌گیرد که این تابش، باعث تغییر در درخشندگی ظاهری همدم شده و امکان برآورد جرم ستاره‌ی نوترونی را فراهم می‌سازد. این تابش همچنین موجب جابه‌جایی
مرکز نوری ستاره نسبت به مرکز جرم آن می‌شود که به نوبه خود باعث افزایش عدم‌قطعیت در تعیین دقیق پارامترهای مداری و جرم ستاره‌ی نوترونی می‌گردد. در این مطالعه، با استفاده از مدل‌سازی Eclipsing Light Curve که به اختصار آن را ELC می‌نامیم و داده‌های آرشیوی نورسنجی و طیف‌سنجی، به بررسی سامانه‌ی 2215+5135 PSR Jپرداختیم و جرم
ستاره‌ی نوترونی آن را از طریق مدل‌سازی کامل تابش سامانه محاسبه کردیم. این سامانه در فاصله حدودی 3 کیلو پارسک از زمین قرار دارد و تپ اختر آن دارای دوره چرخش 2/61 میلی ثانیه و مدار آن دارای دوره تناوب 4/14 ساعت است. برای این منظور، با در نظر گرفتن مدلی فیزیکی از ستاره‌ی همدم در شرایط تابش‌یافته، منحنی‌های نور در سه باند مختلف و
همچنین منحنی‌های سرعت شعاعی مربوط به دو گروه طیفی متفاوت را به‌طور هم‌زمان برازش دادیم. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که سرعت مرکز جرم ستاره‌ی همدم برابر با 2/6 - 4/6 + K 1 = 414/6 کیلومتر بر ثانیه و زاویه‌ی میل مدار برابر با i = 64/1 درجه است. همچنین، جرم ستاره‌ی نوترونی M2 = 2/28+0/11−0/12 جرم خورشیدی و جرم ستاره‌ی همدم M1 = 0/32±0/10 جرم خورشیدی برآورد شد. در بخشی از این پژوهش، اثر حضور لکه‌های داغ روی سطح ستاره‌ی همدم بررسی شد و نتایج به‌دست‌آمده با حالتی که لکه‌ها لحاظ نشده بودند، مقایسه گردید. برای پرهیز از انحصار در تحلیل داده‌های مربوط به سامانه‌های دوتایی با جرم فشرده، بهره‌گیری از مدل‌های عمومی و در دسترس، ضروری است؛ زیرا این امکان را فراهم می‌سازد تا نتایج به‌صورت مستقل توسط گروه‌های مختلف پژوهشی بازتولید و اعتبارسنجی شوند. اهمیت این مطالعه در آن است که برخلاف بسیاری از ابزارهای اختصاصی، مدل ELC به‌صورت عمومی در اختیار جامعه علمی قرار دارد. دستیابی به نتایجی با بیش از 99 درصد انطباق با مدل‌های اختصاصی، جایگاه این مدل را به‌عنوان ابزاری معتبر و قابل اعتماد در مطالعات آینده—از جمله پروژه‌های مرتبط با رصدخانه ملی ایران—تثبیت می‌کند. افزون بر این، شناسایی ستاره‌ای نوترونی با جرمی به این بزرگی، می‌تواند محدودیت‌های مهمی بر معادلات حالت ماده در چگالی‌های بالا تحمیل کرده و به بازنگری در برخی مدل‌های نظری موجود منجر شود.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله ستاره نوترونی،تپ‌اختر،دوتایی،اشعه ایکس،
عنوان انگلیسی Mass Determination of the Neutron Star PSR J2215+5135 Using the ELC Model
چکیده انگلیسی مقاله One of the effective methods for identifying high-mass neutron stars is to study binary systems containing millisecond pulsars. In such systems, the companion star is affected by intense pulsar irradiation, which alters its apparent brightness and allows for the estimation of the neutron star’s mass. This irradiation also displaces the optical center of the companion relative to its center of mass, which in turn increases the uncertainty in precisely determining the orbital parameters and the neutron star mass. In this study, we investigated the binary system PSR J2215+5135 using Eclipsing Light Curve (ELC) modeling along with combined photometric and spectroscopic data, and estimated the mass of the neutron star through comprehensive modeling of the system’s irradiation. The binary system lies at an estimated distance of ~ 3 kpc from Earth. Its neutron star is a rapidly rotating millisecond pulsar with a spin period of 2.61 ms, while the binary orbit has a period of 4.14 hr. To achieve this, we employed a physical model of the irradiated companion star and simultaneously fitted light curves in three different bands as well as radial velocity curves from two distinct spectral groups. Our results yield a center-of-mass velocity for the companion star of K1 = 414.6−2.6 +4.6 km/s and an orbital inclination angle of i = 64.1°. The neutron star’s mass was determined to be M2 = 2.28−0.11 +0.12 M☉, and the companion star’s mass was estimated at M1 = 0.32±0.10 M☉. In part of this work, the effect of hot spots on the companion's surface was examined and compared to models excluding such features. To avoid exclusivity in analyzing data from compact-object binaries, the use of accessible and general-purpose modeling tools is essential, as it enables independent reproduction and validation of results by various research groups. The significance of this study lies in the fact that, unlike many proprietary tools, the ELC model is publicly available to the scientific community. Achieving results with over 99% consistency compared to specialized codes underscores the credibility and reliability of this model for future studies—including projects related to the Iranian National Observatory. Moreover, the identification of a neutron star with such a high mass places stringent constraints on the equation of state of dense matter and may prompt revisions of existing theoretical models.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله ستاره نوترونی,تپ‌اختر,دوتایی,اشعه ایکس
نویسندگان مقاله راضیه رنجبر |
پژوهشگاه دانش‌های بنیادی

امین فرهنگ |
پژوهشگاه دانش‌های بنیادی

نشانی اینترنتی https://jmrph.khu.ac.ir/article_6374_436db71e03605b5aea1e08078f29f7f2.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات