Mass distribution of neutron stars in binary systems
利用超爱丁顿吸积模型和种群综合方法，本研究证明观测到的中子星双峰质量分布源于不同的形成通道：约1.8倍太阳质量的峰值来自具有低质量供体星和短轨道周期的系统，而约1.4倍太阳质量的峰值则来自经历公共包层演化的系统。
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想象宇宙是一个巨大的宇宙舞池，恒星在其中成对旋转、共舞。其中一些恒星是中子星——那些已爆炸的大质量恒星留下的、密度极高、城市大小的残骸。长期以来，天文学家认为这些宇宙舞者都具有大致相同的重量，就像标准保龄球一样（约为太阳质量的 1.4 倍）。
然而，最近的观测揭示了一个惊喜：中子星并非只有一种重量；它们似乎有两个偏好的尺寸。一群中子星的质量集中在 1.4 倍太阳质量左右，而另一大群则徘徊在 1.8 倍太阳质量附近。为什么它们会分裂成这两组？这正是本文试图解答的谜团。
宇宙自助餐：吃得太多（或太少）
要理解中子星如何变重，不妨将它们想象成宇宙自助餐桌上饥饿的食客。它们坐在“供体星”（它们的伴侣）旁边，试图吞噬从供体星溢出的气体。
旧规则（爱丁顿极限）：
此前，科学家认为中子星有着严格的“节食计划”。他们相信，中子星只能吞噬一定量的气体，因为恒星自身发出的光压会将食物推开。这就像一位服务员对恒星说：“你吃得够多了，现在停止进食。”在旧规则下，中子星无法增加太多重量，因此很难解释为何有如此多中子星重达 1.8 倍太阳质量。
新观点（超爱丁顿吸积）：
本文提出，中子星实际上比我们想象的更加贪吃。它们能够以超快的速度进食，远远超出旧的“节食极限”。想象一下，恒星配备了一台超强力吸尘器。即使气体正被恒星自身的辐射吹走，只要“吸尘器”调节得当，恒星仍能捕获相当数量的气体。
双峰：舞池如何造就两种尺寸
研究人员利用强大的计算机模拟（如同宇宙电子游戏）观察了数十亿个此类双星系统的演化。他们发现，中子星的最终重量主要取决于两件事：伴侣之间的距离以及供体星的质量。
以下是他们对质量分布中两个“峰值”的解释：
1.4 倍太阳质量峰值（“公共包层”舞者）：
有些中子星诞生于混乱的舞蹈中，两颗恒星靠得如此近，以至于它们的外层相互包裹（形成“公共包层”）。这是一个混乱且短暂的阶段。在这些系统中，中子星几乎没有机会进食。因此它们保持较轻的体重，维持在标准的 1.4 倍太阳质量。这解释了第一组数据。1.8 倍太阳质量峰值（“稳定食客”）：
第二组较重的中子星来自那些舞蹈稳定且持久的系统。- 设定： 供体星相对较小（质量小于 1.6 倍太阳质量），且双星距离很近（轨道周期小于 20 天）。
- 盛宴： 由于供体星较小且轨道紧密，气体以缓慢但稳定的方式流向中子星，持续时间极长。
- 结果： 尽管恒星以“超快”速率进食，但系统足够稳定，不会将中子星吹散。它缓慢而坚定地吞下额外质量，从 1.4 倍增长到约 1.8 倍太阳质量。
自旋与磁性
这里有一个关键点：中子星也是强大的磁体，并且自转速度极快。
- 螺旋桨效应： 如果中子星自转过快，它就像旋转的螺旋桨，在食物被吞噬前将其甩开。
- 本文的解决方案： 作者提出，随着中子星进食，其磁场会减弱（就像电池耗尽）。随着磁性消退，“螺旋桨”减速，恒星最终能够吞下食物。这使得恒星能够长时间保持“稳定进食”模式，从而获得额外的重量。
核心结论
本文得出结论：中子星质量分布中的“双峰”不再是个谜。它们仅仅是不同进食习惯的结果：
- 轻中子星（1.4 倍）： 那些经历了混乱、短暂生命且未能大量进食的恒星。
- 重中子星（1.8 倍）： 那些找到了稳定伴侣、减缓了磁性“螺旋桨”并享受了漫长而稳定的超快气体盛宴的恒星。
通过允许这种“超量进食”的情景，研究人员的计算机模型成功重现了我们在真实宇宙中观察到的确切质量分布。
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