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空间感知与计算团队两项最新研究成果在IEEE TPAMI发表
近日，我校信息学院空间感知与计算团队两项最新研究成果被国际学术期刊 IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence (IEEE TPAMI)接收。IEEE TPAMI是人工智能、计算机科学领域的顶级国际期刊之一，是中国计算机学会推荐的A类期刊。
一. 协同目标感知研究成果——DOtA++: Unsupervisely and Collaboratively Detect Objects from Multi-Agent Observations with Multi-Modal Prior Constraints
多智能体协同目标感知是自动驾驶、机器人协作、低空飞行的关键技术，近年来受到学术界与工业界的广泛关注与持续投入。随着智能体数量的增多，协同感知模型训练需要的人工标注成本成倍增长。
实验室结合前期标签高效的目标感知工作积累，提出了无需人工标注的多智能体协同三维目标感知方法(DOtA, CVPR2025)，利用多智能体内部的通信信息产生目标感知任务的伪标签，在无需人工标注的情况下实现准确协同三维目标感知。在此基础上，本工作进一步提出DOtA++方法，突破了无人工标注下协同感知场景多类别目标感知难题（如下图所示）。DOtA++引入多模态先验约束（目标的多尺度约束、多智能体一致性观测约束、几何先验约束）克服训练过程中的噪声干扰，并设计基于标签内部多类别对比的迭代训练策略实现高质量信息的拓展，有效解决了无人工标注下协同三维目标感知中标签匮乏与噪声大的问题。实验结果表明，相较于传统无需人工标注的检测方案，DOtA++在V2X-R协同感知数据集上的三维目标检测平均精度提升了10.7%，充分验证了该方法的有效性。
该论文由厦门大学信息学院夏启明博士生、郑龙辉硕士生、黄勋博士生、吴海博士、温程璐教授（通讯作者）、王程教授合作完成。研究工作得到国家自然科学基金委（42571514）等资助。
二. 无监督目标感知研究成果——Unsupervised 3D Object Detection by Commonsense Clue
自主感知平台，如无人驾驶车辆、机器人，需要实时检测周围动态目标以实现自主避障与导航。基于全监督、半监督学习的目标检测方法高度依赖大量高质量人工标注。近年来实验室针对训练标注数据受限的难题，提出了系列弱/无监督学习点云目标检测方法（COIN, ICCV2023; HINTED, CVPR 2024; CPD, CVPR 2024; MOTAL ICCV 2025等）。
其中，于2024年提出的常识原型约束下的无监督点云目标检测方法（CPD, CVPR 2024），可实现在大目标类型上的高性能无监督目标检测。在此基础上，本研究提出的CPD++进一步突破了室外开放场景小目标的无监督检测难题。CPD++从静止目标中学习目标位置尺寸知识，从运动目标中学习类别知识，并通过迭代训练实现目标位置尺寸与类别知识的相互迁移，有效解决了无监督三维目标检测中标签匮乏与标签噪声大的问题。实验表明，在WOD数据集上训练并在KITTI上测试时，CPD++ 在中等难度汽车类别上（IoU 阈值 0.5）取得了 89.25% 的三维平均检测精度（AP），达到全监督方法性能的 95.3%，充分体现了该方法的先进性。
该论文由厦门大学信息学院吴海博士、赵世佳博士生、黄勋博士生、夏启明博士生、温程璐教授（通讯作者）、王程教授与香港中文大学（深圳）蒋理助理教授、美国Texas A&M Xin Li教授等合作完成。该研究工作得到了国家自然科学基金项目（62171393）等项目的支持。
王科嘉教授团队在肝癌两性差异的免疫学机制方面取得重要进展
近日，我校医学院王科嘉团队在Nature Communications杂志发表题为Treg-γδT cell axis determines sexual dimorphism in hepatocarcinogenesis的最新研究成果。
肝癌属于全世界范围内常见的恶性肿瘤，其发病率和死亡率存在明显的性别差异。目前研究主要聚焦在性激素直接作用，而免疫微环境是否参与肝癌性别差异的调控过程尚不清楚。
王科嘉团队发现，肝癌组织中调节性T细胞（Treg）含量在男性中显著高于女性，证实雄激素可激活肝癌细胞中NFκB信号通路，促使NFκB与Ccl2启动子区域的结合，从而增强Ccl2的分泌，并通过Ccl2-Ccr2轴特异性招募Treg在肿瘤组织中富集，这是导致Treg存在两性差异的主要原因。此外，研究还发现肿瘤内部的低氧环境可诱导Treg细胞分泌含有S100a4蛋白胞外囊泡（EV），囊泡可跨细胞作用γδ T细胞（而非CD8+T细胞），而S100a4发挥转录共抑制因子角色，通过表观遗传方式抑制γδ T细胞的肿瘤免疫监视功能。研究结果表明，肝癌中Treg细胞的性别差异与雄激素依赖性的Ccl2分泌能力有关，这种机制通过抑制γδ T细胞的抗肿瘤活性实现免疫逃逸。该研究还强调，γδ T工程化细胞有望实现更为高效免疫细胞治疗策略治疗肝癌。
我校医学院王科嘉教授为该论文通讯作者，梁青副教授为第一作者。该工作得到西安交通大学严鹏副教授的大力支持。研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、福建省自然科学基金以及传染病疫苗研发全国重点实验室科技项目的资助。
张荣院士团队傅德颐课题组在室温高效自旋注入研究方面取得重要进展
近日，我校物理科学与技术学院张荣院士团队傅德颐课题组在室温高效自旋注入研究方面取得重要进展，相关研究成果以“Room-temperature high-efficiency spin injection via van der Waals tunnel contact”为题在线发表于Nature Communications期刊。该工作创新性地利用铟缓冲层实现了三维铁磁金属与二维材料之间的范德华隧穿接触，在石墨烯和二硫化钼等材料中展示了高效的室温自旋注入，为未来大规模自旋电子器件应用提供了简单、高效的解决方案。
自旋注入是自旋电子学应用的核心环节，其高效性和可靠性对于开发低功耗、高灵敏度器件至关重要。石墨烯因其超低自旋轨道耦合和高载流子迁移率，被视为理想的自旋传输平台。
然而，传统方法中，铁磁金属直接沉积在石墨烯上会形成透明接触，导致自旋注入效率极低（通常不足1%）。为提高效率，研究者们通常引入氧化物介质层（如MgO）或二维六方氮化硼（hBN）作为隧穿层，但这些方法存在工艺复杂、针孔缺陷多、可扩展性差等问题。尤其是高质量氧化物介质层的生长需要超高真空技术，而hBN的厚度控制和转移过程易引入污染，限制了其实际应用。因此，开发一种简单、可扩展且高效的自旋注入策略成为领域内的关键挑战。针对上述难题，研究团队提出了一种创新策略：在铁磁钴（Co）电极和石墨烯之间插入一层铟（In）缓冲层，形成范德华隧穿接触。团队在石墨烯横向自旋阀中明确观测到非局域自旋阀信号和汉勒自旋进动信号，证实了自旋极化电流的成功注入。通过优化铟层厚度（约4纳米），在室温下实现了25%的自旋注入效率，这一数值与目前最优的氧化物遂穿层器件相当。更引人注目的是，该方法展现出优异的可扩展性——在多沟道石墨烯器件中，所有沟道均表现出均匀的自旋信号（平均效率约16.5%）；在超长沟道（15微米）器件中，自旋扩散长度达5.9微米，信号强度比同类器件高1~2个数量级。此外，团队还将该策略成功应用于半导体二硫化钼（MoS₂）体系，首次实现了平均19.7%的自旋注入效率，证明了该接触策略的普适性。
理论分析和实验表征表明，铟缓冲层能有效阻止钴与石墨烯之间的化学杂化，形成约2.83Å的范德华间隙，这一间隙可作为隧穿势垒，其有效势垒高度约62.8meV。通过一维漂移-扩散模型拟合，团队进一步验证了自旋注入由隧穿效应主导，从而解释了高效注入的物理机制。该方法仅需在工业兼容的电子束蒸发设备中连续沉积两层金属，无需复杂的外延生长或二维材料转移流程，极大降低了制备成本。
图1. （a）Co/In电极与石墨烯之间范德华界面的扫描透射电镜照片；（b）室温下基于Co/In电极和Co电极的石墨烯横向非局域自旋阀信号对比（插图为Co/In电极接触的自旋阀的Hanle自旋进动信号）；（c）低温下自旋注入效率随栅压的变化；（d）多沟道石墨烯自旋阀器件的自旋注入效率分布图；（e）长沟道石墨烯自旋的Hanle自旋进动信号；（f）二维半导体MoS₂中的自旋阀信号随沟道长度的变化。
该研究不仅解决了自旋注入效率与可扩展性之间的权衡难题，而且首次在MoS₂等二维半导体材料中实现了高效自旋注入，为室温自旋电子器件（如磁存储器、传感器和量子计算元件）的大规模应用铺平了道路。其简单、低成本的制备工艺尤其适合未来产业化需求。 我校2022级博士研究生黄世明、2024级博士研究生朱莲英、粤港澳大湾区（广东）量子科学中心侯福臣副研究员和新加坡国立大学物理系曲廷玉博士为论文的共同第一作者，我校傅德颐副教授、张峰教授、南方科技大学林君浩教授和南京大学高力波教授为论文的共同通讯作者。张荣院士对该工作给予了全程指导。
该工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、厦门大学校长基金等项目的资助，以及厦门大学微纳光电子材料与器件教育部工程研究中心、福建省半导体材料及应用重点实验室等平台的支持。
我校主办科技期刊《电化学（中英文）》被ESCI数据库收录
近日，由我校主办的科技期刊《电化学（中英文）》（Journal of Electrochemistry）正式被科睿唯安旗下Web of Science核心合集ESCI（Emerging Sources Citation Index）数据库收录。自2024年起，该刊发表的全部文章将纳入Web of Science平台并获得检索，预计2027年获得首个影响因子。
此次该期刊被ESCI收录，是我校期刊在坚持学术自立自强、走好自主出版道路上的重大突破。这也是继期刊此前入选Scopus、EBSCO、SJR、Google Scholar、CA、JST、CNKI、CSCD等国内外重要数据库之后的又一次里程碑式进展，标志着期刊的学术质量和出版水平获得国际权威认可，内容的全球传播度和学术影响力将得以进一步跃升。
科睿唯安ESCI作为Web of Science核心合集的组成部分，主要收录新兴科技领域及区域性高质量同行评审期刊。其采用与SCIE相同的影响因子计算方法并参与JCR学科排名，是进入SCIE等核心数据库的重要观察评价期。
《电化学（中英文）》创刊于1995年，由厦门大学田昭武院士创办，孙世刚院士担任主编，是中国化学会电化学专业委员会会刊，也是国内电化学领域唯一自主出版发行的学术期刊。《电化学（中英文）》为同行评议“钻石开放获取（Diamond OA）”期刊，连续5年入选“科技期刊世界影响力指数报告”（WJCI），2025年入选“中国最具国际影响力学术期刊”（TOP）。 期刊所有文章免收版面费、审稿费等任何费用，切实服务于广大科研工作者。
吕永龙课题组新研究提出全球框架：在气候危机中保护世界上最脆弱的地区
近日，我校环境与生态学院吕永龙教授课题组题为“优先推进生态敏感地区的可持续发展（Prioritizing Sustainable Development of Ecologically Sensitive Regions）”的论文在Science合作刊物Ecosystem Health and Sustainability发表（2026，12：0478）。这项创新性研究提出将人工智能与本土知识相结合，针对“临界点”生态系统采取行动，以实现可持续发展目标。
文章发表当天，美国科学促进会（AAAS）以“New study proposes global framework to safeguard world’s most vulnerable regions amid climate crisis”为题对该文进行报道。 报道称：“这项开创性的新研究呼吁全球优先关注四类生态敏感地区的可持续发展，由于气候变化和人类活动的影响，这些地区正面临即将发生灾难性‘临界点’的严重风险。审稿人评价该研究‘及时’‘创新’且‘具有前瞻性’，提出了一种将人工智能（AI）与原住民知识相结合的新颖方法，并建立统一的科学框架，以防止系统性崩溃并指导实现公平的恢复能力。”
该研究确定了四种关键的生态敏感地区类型：高原/高寒地带、资源枯竭地区、快速发展的特大城市以及岛屿/海岸带地区，认为它们的脆弱性尤为突出。尽管这些地区地理环境各不相同，但它们有一个共同的特点：对可能引发不可逆转损害的冲击具有高度敏感性，且这种损害会带来全球性的后果。
该研究强调：“这些问题并非仅仅是地方性问题”。青藏高原的冰川融化威胁着亚洲数十亿人的用水安全，一个资源枯竭城市的崩溃可能会使整个地区陷入不稳定状态，沿海海平面上升可能会造就气候难民。保护这些地区是实现全球稳定以及达成联合国可持续发展目标（SDGs）的关键，特别是与水相关的目标（SDG 6）、城市相关的目标（SDG 11）、气候行动目标（SDG 13）、水下生命目标（SDG 14）以及陆地生命目标（SDG 15）。
该研究的核心创新之处在于其统一的社会-生态系统（SES）分析框架，该框架使政策制定者能够通过相同的暴露、敏感性和适应能力视角来分析从北极永久冻土到像深圳这样的大型城市等各种不同的地区。这种方法揭示了生态脆弱性和社会脆弱性是如何相互交织从而形成系统性风险的。
其最具开创性的提议是将人工智能赋能监测（利用卫星数据和物联网传感器）与原住民及当地知识相结合。虽然人工智能能够检测大规模的环境变化，但当地社区对生态节律和恢复策略有着深刻且基于地域的了解。该研究认为，将这些知识体系融合起来对于实现准确的早期预警以及符合当地文化要求的解决方案至关重要。
论文指出：“人工智能可以从轨道上监测到森林树冠的变化，但本地知识能够解释这种变化的原因以及其对当地社区意味着什么。这种协同作用就是可持续发展科学的未来方向”。
为了将科学转化为实际行动，该研究提出了切实可行的建议，这些建议对全球可持续发展目标的实施具有深远意义：
一是建立全球敏感性观测网络，文章提议建立一个国际网络，该网络将采用综合的人工智能/本地知识模型对这些关键区域进行标准化监测，从而提供实时数据用于全球评估和本地行动。二是促进公平与正义的治理，该研究强烈反对仅仅依靠技术手段来解决问题。它主张采用具有适应性的治理模式，以增强当地社区的权力，解决政策冲突，并确保长期的政治和财政支持。成功的关键在于将公平和环境正义置于所有干预措施的核心位置。三是技术的伦理框架，该研究直接探讨了伦理方面的潜在问题，主张制定明确的数据主权政策、采用易于理解的“可解释人工智能”以及推行参与式设计。它强调，社区必须拥有自己的数据，并有权对影响其生活和土地的由人工智能驱动的决策提出异议。四是有针对性且具有韧性的发展，通过明确界定生态敏感地区的类型，该框架使国际社会能够将资金、技术转让和政策支持优先投向最急需的领域，从而使可持续发展目标的实现更具战略性和成效性。
匿名审稿人强调了其在跨学科科学领域的“有价值综合”以及其“值得称赞”的知识整合呼吁。它不仅提供了一种警示，还提供了一份可操作的路线图。该研究认为，保护世界上最脆弱的社会生态系统是检验我们对可持续且公正的全球未来的承诺程度的最终考验。
本论文第一作者为厦门大学讲席教授、博士生导师、环境与生态学院院长吕永龙教授，共同作者包括环境与生态学院苑晶晶高级工程师，英国生态与水文中心James M. Bullock教授和美国哥伦比亚大学生态学进化与环境生物学系Shahid Naeem教授。本研究得到国家自然科学基金重大项目（编号：72394404）、国家重点研发计划项目（编号：2023YFC3804905）、教育部极地新基建学科突破先导项目（编号：JYB2025XDXM804）以及英国自然环境研究理事会 NC 国际合作项目（项目编号：NE/X006247/1）资助。
彭栋梁、魏湫龙团队在突破双电层电容储能容量领域取得重要进展
近日，我校材料学院彭栋梁、魏湫龙团队在多孔碳材料的双电层电容储能机制研究中取得重要进展，相关成果以《通过电化学驱动溶剂化结构在碳纳米孔中连续部分脱溶提升双电层容量》（“Unlocking limited electric double-layer capacity via electrochemically-driven continuous partial desolvations in carbon nanopores”）为题发表在《自然·通讯》（Nature Communications）。
商业化超级电容器较低的能量密度，难以满足规模化电网储能等对高功率输出有严格要求的应用场景需求。其能量密度不足主要受制于两个原因：一是超级电容器依靠电极表面的双电层机制储能，电荷容量有限；二是为避免电解液分解形成固体电解质界面（SEI）膜造成的双电层吸附失效，其工作电压窗口较窄。
面对这一挑战，研究团队发现，在钠基醚类电解液中，多孔碳负极即便在远低于传统碳酸酯电解液分解电压的条件下工作，形成的SEI保护膜也很“友好”，能让溶剂化的钠离子一起进入微小的孔道内进行双电层吸附。并且在不断扩展的工作电压窗口下，电势驱动着溶剂化钠离子中的溶剂分子逐步的部分脱落，平均溶剂化数从2.1降至0.6，从而使溶剂化钠离子更贴近碳材料表面，大幅提升了储电容量。
因此，在比电容与工作电压窗口的“双重提升”下，多孔碳负极获得了508C g−1的超高比容量，同时保持了超级电容器充放电速率快、寿命长的优点。根据这一结果，研究团队组装了多孔碳||磷酸钒钠的混合钠离子电容器软包电芯，具有40 Wh kg−1的能量密度（基于整体电芯的质量），并可在70秒的快速充放电速率下稳定循环30,000圈以上。相比目前市场上已有的锂离子电容器，这种钠离子电容器不需要复杂的预处理步骤，工艺更简单、成本更低，非常适合需要快速充放电、长寿命的储能场景。
该研究工作在魏湫龙副教授、彭栋梁教授和大连化物所钟贵明副研究员的指导下完成，厦门大学材料学院博士生范思成、博士生燕泽锐和硕士生王彬豪为共同第一作者。该工作得到了国家自然科学基金（22179113、22479123、22272175和52431009）、福建省自然科学基金（2025J010006）以及表界面化学全国重点实验室、大连化学物理研究所、辽宁滨海实验室的支持。
霍浩华教授课题组在金属——光催化研究领域取得新进展
化学化工学院霍浩华教授课题组在金属——光催化研究领域取得新进展，相关研究成果以“Direct enantioselective C(sp3)-H coupling of N-alkyl anilines via metallaphotoredox catalysis”为题，发表于《自然化学》(Nat.Chem.2026, doi: 10.1038/s41557-025-02018-0)。
胺类结构，尤其是N-烷基苯胺，是药物、农药及天然产物中不可或缺的核心骨架。在药物研发中，直接在其三维骨架上进行a-C(sp3)-H键的官能团化并精确控制立体化学，是提升分子结构多样性与药物活性的关键策略。然而，如何在游离NH键存在的前提下，直接、高选择性地实现a-C(sp3)-H键不对称官能团化，是合成化学中一个长期存在的挑战。当前胺类化合物的a-C(sp3)H不对称官能团化方法依然鲜有报道，主要局限于具有较高氧化电位的（硫代）酰胺或特定的环状三级胺。然而，对于氧化电位较低、但合成价值极高的N-烷基苯胺，开发通用的不对称a-C(sp3)H官能团化方法仍是一个显著的研究空白。
这一过程的主要难点在于：一是化学选择性，具有较强路易斯碱性胺的强配位能力易使传统过渡金属催化剂失活；二是区域与立体选择性，分子中通常存在多个性质相似的CH键和游离NH键，难以精准区分和转化。因此，发展一种无需保护基团、能直接实现N-烷基苯胺高对映选择性-C–H官能团化的通用方法，对于高效构建手性胺类药物分子具有重要意义。
针对这一挑战，霍浩华教授课题组创新性地为简单二芳基酮光催化剂引入位阻基团，将其重塑为基于单电子/质子转移（SET/PT）活化模式的新光催化剂，巧妙地攻克了N-烷基苯胺单电子活化的逆向电子转移（BET）难题。通过结合手性镍催化剂，成功发展了一种高效的氨基a-C(sp3)H键不对称芳基化和杂芳基化新方法，首次实现了链状和环状N-烷基苯胺的a-C(sp3)H不对称自由基偶联。该不对称金属-光催化新体系，不依赖于额外导向基团进行立体诱导，能够兼容电性丰富多变的（杂）芳基卤化物和烯基卤代物，包括极具挑战性的富电子芳基卤代物。它展示出极好的官能团兼容性，可以大幅简化一系列复杂药物分子的不对称合成，同时实现化学、位点和对映选择性的高效控制。
霍浩华教授课题组长期专注于金属-光催化的a-C(sp3)H键不对称自由基偶联，他们前期通过创新性地建立了“金属-卤原子接力不对称光催化”新策略（JACS,2020,142, 19058;JACS,2022,144, 8797;ACIE,2023,62, e202305889;ACIE,2025,64, e202513309;ACIE,2025,64, e202518424;Nat. Commun.2021,12, 3536;Nat. Commun.2023,14, 125；ACS Catal.2021,11, 13567），揭示“双自由基不对称偶联”新机制（Nat. Catal.2024,7, 889;JACS,2024, 146, 19909;JACS,2025, 147, 10999），发展了系列不对称自由基偶联新方法。然而，这些方法都属于基于氢原子转移（HAT）活化模式的a-C(sp3)H不对称自由基偶联体系。针对具有低氧化电位，更适合SET/PT活化模式的路易斯碱性化合物，此前一直是未解决的难题。面对这一难题，团队独辟蹊径，将目光聚焦于催化历程的源头光诱导的电子转移过程，发展了此新光催化剂，并首次应用于不对称催化。这为手性-芳基胺这一重要药效骨架的合成提供了模块化、步骤经济性高的全新平台，也为更多惰性CH键的精准转化提供了创新的设计思路，在药物发现、材料科学等领域具有潜在的应用前景。
该研究工作在霍浩华教授指导下完成，已毕业博士生祖维赛完成了主要研究工作，为论文的第一作者，霍浩华实验室的研究生武浩冉、霍靖文、黄永亮、许震和徐裕敏参与了部分研究工作。学院徐海超教授参与了相关结果的讨论，为研究工作提供了建设性意见；学院汪骋教授、杨晔教授和张灿坤工程师对瞬态光谱的测试提供了帮助；学院叶剑良副教授为二维核磁的测试和解析提供了帮助。研究工作得到了“催化科学”国家重点研发项目（2021YFA1502500；2023YFA1507202）、国家自然科学基金委面上项目（22071203；22471228）和厦门大学校长基金（20720240125）的资助。
顾为民教授团队发现首个河外超紧致X射线双星
近日，我校物理科学与技术学院顾为民教授团队发现首个河外超紧致X射线双星。该研究工作以《首个河外超紧致X射线双星：可能的黑洞-白矮星系统》（“The first extragalactic ultra-compact X-ray binary: A candidate black hole-white dwarf system”）为题发表在综合性学术期刊《创新》（The Innovation）上。厦门大学物理科学与技术学院为该论文第一单位，厦门大学物理科学与技术学院博士研究生马千淇和南京大学天文学系博士研究生张佳畅为共同第一作者，厦门大学顾为民教授和南京大学李志远教授为共同通讯作者。
2024年，南京大学张佳畅等人利用Chandra望远镜在仙女座星系（M31）发现一颗X射线点源，其光变呈现约465秒的显著周期，但其物理本质未明。若这一信号对应于双星系统的轨道周期，那么它将成为目前所知轨道周期最短的X射线双星，并可能是首个河外超紧致X射线双星（ultra-compactX-raybinary, UCXB）。鉴于这一发现可能带来的重大科学突破，该工作对这个点源开展了详细的理论与观测分析。超紧致X射线双星（ultra-compactX-raybinaries, UCXBs）是一种贫氢的双星系统，轨道周期通常低于80分钟。这类系统中的两颗天体距离极近，间距可低于太阳半径。UCXB由一个恒星级黑洞（BH）或中子星（NS）与一个白矮星（WD）或氦星（He star）构成，黑洞或中子星通过吸积伴星中的物质产生X射线辐射。这类系统是双星系统演化到末期的产物，对研究致密天体的演化和未来的低频引力波探测具有重要价值。目前已被确认的UCXB系统约20个，均位于银河系内，此前尚未在银河系外发现过这类系统。其中，轨道周期最短的源为4U 1820-303，为685秒，由Stella等人于1987年报道。2024年张佳畅等人使用Chandra望远镜的数据，于仙女座星系（M31）中发现了一个光变周期约为465秒的X射线点源。如果该信号来自双星系统的轨道周期，那么它将打破4U 1820-303保持了30多年的“最短”记录。由于它是M31中的首个UCXB候选体，该工作将其命名为M31 UCXB-1。
该工作中，研究人员使用时间分辨率更好的XMM-Newton望远镜数据，对该源的周期性信号进行了重新测量。研究人员认为，白矮星在轨道运动中对吸积盘产生周期性遮挡，形成了周期性的X射线信号，如图1所示。
图1：周期性信号示意图
对于轨道周期低于40分钟的UCXB，其紧致的轨道往往只能容纳体积较小的伴星——白矮星。因此如果M31 UCXB-1的轨道周期为465秒，那么它的伴星为白矮星。这类系统通过引力波辐射损失轨道角动量，使得白矮星能够一直充满其洛希瓣，产生稳定的吸积。理论分析表明，在供体为白矮星且由引力波辐射主导角动量损失的UCXB中，随着轨道周期缩短，引力波辐射增强导致更高的角动量损失率，并驱动更高的物质转移率，从而提高X射线光度；同时也因白矮星的半径随质量的增加而减小，较短轨道周期对应更大质量的白矮星。
据此研究人员绘制了UCXB的光度-轨道周期图，如图2所示。蓝色和橙色分别表示中子星和黑洞系统的光度范围。M31 UCXB-1的X射线光度是所有UCXB中最高的，在光度-轨道周期图中的位置完全符合理论预测。该结果表明，465秒的周期性信号极可能来自于其轨道运动。
图2：白矮星UCXB的光度-轨道周期图
理论分析表明，对于465秒的轨道周期而言，中子星-白矮星系统是超爱丁顿吸积状态的。通过光谱拟合，研究人员发现M31 UCXB-1在高软态的谱指数约为3，这并不符合中子星超爱丁顿吸积的特征。另外，无论在低态还是高态，M31 UCXB-1都缺乏来自中子星表面的黑体辐射成分，因此该源很可能是黑洞-白矮星系统。
UCXB产生的引力波辐射强度与其轨道周期反相关，因此研究人员推测M31 UCXB-1具有UCXB中最强的引力波辐射，是潜在的低频引力波源。但由于它位于仙女座星系，距离过远，只有当其中的黑洞质量高于10倍太阳质量时，才可能被未来灵敏度更高的空间引力波探测项目（如中国的“太极”和欧洲的“LISA”）捕捉到，如图3所示。
图3：M31 UCXB-1的引力波可探测性
该工作的结果表明，M31 UCXB-1是第一个河外UCXB候选体，同时也是轨道周期最短，X射线光度最高，引力波辐射最强，白矮星质量最大的UCXB系统。该源的发现，对研究双星系统演化，以及未来的低频引力波探测具有重要意义。该研究获得了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目和创新研究群体项目的资助。
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来源：厦大新闻网
排版：南白玉
责编：李昕钰
厦门大学党委宣传部出品
