毫秒X射线脉冲星的演化之路：双星系统与中子星的共同演化

本文通过MESA代码对吸积毫秒X射线脉冲星（AMXPs）双星系统演化进行全面数值模拟，揭示初始轨道周期是塑造双星演化的最关键参数。研究连接低质量X射线双星（LMXBs）到毫秒脉冲星的演化路径，为理解极端天体演化提供自洽理论框架，并为观测预测与验证奠定基础。

低质量X射线双星（LMXB）由致密天体（多为中子星）和低质量伴星组成，伴星物质通过吸积盘落入致密天体释放X射线。从LMXB到毫秒脉冲星需经历伴星膨胀、吸积加速自转、磁场衰减、吸积终止四阶段。吸积毫秒X射线脉冲星（AMXPs）作为中间环节，目前已知约20颗，为演化理论提供关键观测约束。

采用MESA开源恒星演化代码，模拟涵盖类太阳伴星、低质量伴星、白矮星伴星三条轨迹。关键物理过程包括磁制动、引力波辐射、物质转移、中子星吸积；中子星自转模型可解释扭矩-光度关系及多数LMXB无X射线脉冲的“脉冲缺失”问题。

参数扫描显示初始轨道周期是最具影响力的参数，重要性超过磁制动指数。其意义在于：可预测演化路径、通过当前轨道周期推断初始条件、为LMXB形成机制提供线索。磁制动仅影响演化速度而非路径。

模拟结果与AMXP观测高度吻合：自转周期1-10ms、轨道周期分布、质量函数均匹配；模型解释脉冲缺失问题（特定吸积率范围无周期性束流）。演化时标：物质转移阶段数百万至数十亿年，加速阶段百万年量级；可探测性取决于X射线光度、吸积率范围及射电辐射条件。

意义：完善毫秒脉冲星形成理论、提供观测预测（如特定轨道周期对应自转分布）、支持引力波源研究。局限：一维近似、中子星模型简化、参数空间未全覆盖。未来方向：多维度磁流体模拟、中子星物态方程研究、群体合成、与更多观测样本对比。