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X射线双星是一类发出明亮X射线辐射的双星，双星系统中有一颗为致密星 <ref>[http://www.doc88.com/p-2347737971813.html 致密星]，道客巴巴，2015-06-19</ref> ，通常为中子星或黑洞。它们的典型光度在1036-1038尔格/秒之间，比太阳全波段的光度高3到5个数量级。X射线双星在靠近银心和银盘的方向分布比较集中，在球状星团中也有分布。

1960年代，人们利用火箭和气球确定了大约30个X射线源。1964年萨佩特和泽尔多维奇等人提出银河系X射线源是双星系统中的中子星或者黑洞的吸积过程产生的。最早证认的X射线双星是半人马座X-3和武仙座X-1。20世纪70年代，乌呼鲁卫星观测到了它们具有X射线脉冲，周期分别为4.84秒和1.24秒，并且经历数天的周期性变化。X射线脉冲星 <ref>[http://www.360doc.com/content/18/1123/15/59470302_796739993.shtml 三、X射线脉冲星]，个人图书馆，2018-11-23</ref> 发现后，提出了密近双星的模型解释这种现象，脉冲的周期性变化是由于双星相互掩食而产生的。这种说法已经得到广泛承认。