Close stellar binary systems by grazing envelope evolution
我建议一个螺旋的过程中,一个恒星的同伴擦过一个巨星的信封,而轨道分离和巨大的半径同时收缩,形成一个紧密的双星系统。可以将二元系统视为在“刚刚进入共同包络(CE)阶段”的恒定状态中演化。在这个过程发生的情况下,它可能是CE演化的替代方案,其中二级恒星浸没在巨星的包层中。掠食包层演化(GEE)只有在伴星设法以高速率吸积质量并发射喷流去除巨型包层的外围,从而防止CE形成的情况下才有可能。高吸积率是由吸积盘发射喷流,有效地携带多余的角动量和能量的吸积质量。轨道衰减本身是由次级恒星与其轨道内的包络线的引力相互作用引起的,即,动力摩擦(引力潮汐)。通过第二拉格朗日点的质量损失可以携带额外的角动量和包络质量。GEE持续数十至数百年。高吸积率和持续数月到数年的峰值可能会导致一个明亮的物体,称为中间光度光学瞬变(英语:Intermediate luminosity optical transient)(RINT; Red Novae; Red Transients)。双极星云和/或赤道环在双星残骸周围形成
2014-12-26 astro-ph.SR
The effect of a wider initial separation on common envelope binary interaction simulations
我们目前的流体动力学模拟的共同信封二巨星和紧凑的同伴之间的相互作用进行了自适应网格加密代码ENZO和光滑粒子流体动力学代码PHANTOM。这些模拟模拟了Passy等人的模拟之一的参数,但评估更大、更现实的初始轨道分离对模拟结果的影响。我们的结论是,对于这两个代码后共同的信封分离是有点大,当初始分离是足够宽的巨人还没有溢出或只是溢出其罗氏瓣的未结合质量的量略大。PHANTOM已适应于共同的包络线问题,在这里的第一次和ENZO的全面比较,包括收敛性以及能量和角动量守恒的调查。我们还在过去模拟的背景下设置了模拟。这种比较表明,是巨星在快速内旋之前的膨胀而不是恒星的旋转导致了更大的最终分离。我们还认为,不同模拟的大范围的非束缚质量很难解释,可能与模拟不完全收敛有关。
2016-09-16 astro-ph.SR
Acoustic modes in M67 cluster stars trace deepening convective envelopes
通过测量M67星团27颗恒星的声学振荡,发现小间隔与大间隔的偏差源于加深的对流包层底部,证明结合两者可改善主序后场星的质量与年龄估计。
2025-04-04 astro-ph.SR
The common envelope jets supernova (CEJSN) r-process scenario
我们研究了一颗冷中子星(NS)在巨恒星核内螺旋运动所发射的喷流内部r过程的可能性,发现这种共同的包层喷流超新星事件可能是早期宇宙中重r过程元素的重要来源。我们运行恒星演化代码MESA来跟踪低金属量巨星的演化,这些巨星在其后期膨胀阶段吞噬了NS,并发现在某些情况下NS穿透了核心。当NS在核心内部螺旋时,Bondi-Hoyle-Lyttleton(BHL)质量吸积率足够高,以获得重r过程所需的富含中子的喷出物,其中第二和第三r过程元素被合成。由于NS半径小,吸积是通过一个吸积盘,流出是喷流(或双极盘风)。r-过程核合成发生在喷流内部。为了解释银河系中r过程的丰度,我们要求每10个NS进入巨星包层的情况中就有1个以CEJSN r过程事件结束。
2019-05-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
A Common Envelope Binary Star Origin of Long Gamma-ray Bursts
伽马射线暴的恒星起源可以用高度准直、极端相对论性喷流中能量的快速释放来解释。这反过来似乎需要一个快速旋转的高度磁化的恒星核心,在一个相对巨大的外壳内坍缩成磁性中子星或黑洞。它们似乎与Ib/c型超新星有关,但每个星系每年的出生率约为10^{-6}-10 ^{-5},比一般的超新星要罕见得多。为了满足所有这些要求,我们假设了一个双星模型,最终合并的氧氖白矮星与碳氧核心的一个裸露的氦星在一个共同的信封阶段的演变。快速自旋和高磁场是这种合并的自然结果。导致这些祖先的进化是错综复杂的,所以自然发生的很少。为了检验这一假设,我们进化了一群祖细胞,发现速率是所需的。在低金属丰度时,我们计算出类似比例的恒星演化到这一点,因此可以预期伽马射线暴速率与任何星系中的恒星形成速率相关。这也与观察相符。这些母星的质量是中等的,与通常假设的大质量恒星有着根本的不同。因此,我们可以调和观测结果,即爆发发生在大质量恒星协会附近,而不是在大质量恒星协会内。
2010-09-01 astro-ph.SR
An ultra-massive fast-spinning white dwarf in a peculiar binary system
白矮星的质量通常在一个很窄的范围内,中心质量约为0.6太阳质量(Msun)。只有少数超大质量的白矮星(M>1.2 Msun)是已知的。双星系统中的那些特别令人感兴趣,因为少量的吸积质量可以将它们驱动到阿布拉塞卡极限之上,超过这个极限,它们就会变得引力不稳定。利用来自XMM-牛顿卫星的数据,我们仅基于动力学测量,证明X射线衍射仪RX J 0648.0 -4418是一颗质量> 1.2 Msun的白矮星。这颗超大质量的白矮星与一颗热的亚矮星在后共包层双星系统中可以达到克拉塞卡极限,并可能爆炸为Ia型超新星,当它的富氦伴星通过洛希瓣溢出以更快的速度转移质量时。
2010-03-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
The porous envelope and circumstellar wind matter of the closest carbon star, CW Leonis
该研究聚焦最邻近碳星CW Leonis的近期突变,推测其正从AGB向PPN阶段演化,并强调持续监测对理解恒星晚期演化转变条件的重要性。
2023-08-30 astro-ph.SR
Common envelopes in massive stars III. The obstructive role of radiation transport in envelope ejection
本文通过三维辐射流体力学模拟研究大质量红超巨星共有包层演化,发现辐射输运显著抑制包层抛射,抛射质量约为绝热模拟的一半,支持动力学旋入后存在非绝热演化阶段。
2025-07-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Explosions Driven by the Coalescence of a Compact Object with the Core of a Massive-Star Companion Inside a Common Envelope: Circumstellar Properties, Light Curves, and Population Statistics
我们模拟了由黑洞或中子星与其伴星核心合并所驱动的爆炸。在进入共同包络阶段时,紧凑的物体可以一直螺旋到核心。同时释放的能量很可能会沉积到周围的公共外壳中,为合并驱动的爆炸提供动力。我们使用流体动力学模型的二进制合并模型的共同包络密度分布在合并的时间。我们发现了物质的环形轮廓,集中在双星的赤道平面上,并延伸到大质量恒星原始半径的许多倍。我们使用这种拱星材料(CSM)的球平均属性来估计从冲击波和CSM之间的相互作用产生的出射光变曲线。我们发现,典型的合并驱动的爆炸的亮度高达三个幅度CSM相互作用。从人口合成模型,我们发现,最明亮的合并驱动的爆炸,$M_V \sim -18$到$-19$,是那些涉及黑洞,因为他们有最大的质量和扩展CSM。黑洞合并事件也很常见;它们占所有合并驱动爆炸的50%左右,占核心坍缩率的0.3%左右。合并驱动的爆炸提供了一个窗口,通过探测合并而不是弹出其信封的系统的属性,在二元系统中的共同信封相互作用的高度不确定的物理。
2019-06-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Dynamics of the radiative envelope of rapidly rotating stars: Effects of spin-down driven by mass loss
本文的目的是破译的动力学信封的旋转恒星时,一些角动量损失,由于质量损失。我们特别希望知道,由质量损失所导致的自旋下降流何时会取代弥漫在旋转恒星辐射包层中的斜压流。我们考虑一个Boussinesq流体封闭在一个刚性的球体,其流动是被迫的斜压扭矩,自旋的外层,和向外的质量通量。下旋力可以通过两种方式理想化:一种是通过在某个界面上施加下旋速度的刚性层,另一种是通过在同一界面上向恒星内部施加应力的湍流层。在该层是刚性的,并施加其速度的情况下,我们发现,随着质量损失率的增加,恒星内部的流动显示出两个转变:与斜压流相关联的纬向环流首先被其自旋下降的对应物所取代,而在更强的质量损失率的斜压差分旋转被取代的自旋下降的差分旋转。事实上,我们发现三种风状态:弱(或无风),中等和强。在第一种情况下,辐射包层中的气流是斜压起源的。在中等的情况下,环流的结果,而旋转的差异可能是斜压或旋转的起源,这取决于质量和角动量损失之间的耦合。对于快速旋转的恒星,我们的模型说,当质量损失高于~ 1 e-11 Msun/yr时,中等风状态开始。在强风情况下,辐射包层中的流动主要由角动量平流驱动。后一种转变取决于恒星的质量和自转速率,根据我们的模型,对于一颗以200 km/s自转的3 Msun ZAMS恒星,其自转速率约为1 e-8 Msun/yr。
2014-07-03 astro-ph.SR
Planets, Planetary Nebulae, and Intermediate Luminosity Optical Transients (ILOTs)
我回顾了行星对恒星演化的影响的一些方面之前和之后的主要序列。一些过程包括行星对一颗非常年轻的主序星,对一颗低质量主序星,对一颗褐矮星的潮汐破坏。这一过程释放出的引力能可能被观测为一个微弱的中等光度光学瞬变事件。然后,我总结了一些椭圆行星状星云是由行星形成的观点。当这颗行星与低质量的上渐近巨星分支(AGB)恒星相互作用时,它既提高了质量损失率,又使风形成椭圆行星状星云,主要是通过旋转包层和激发包层中的波。如果在主序星之外没有与伴星(恒星或亚恒星)发生相互作用,则该恒星被称为孤立星,其在巨分支上的质量损失率可能比传统假设低得多。
2018-05-28 astro-ph.SR
How To Spin Black Holes Up In High-Mass X-ray Binaries And Not Merge In The Attempt
天体物理学上的黑洞(BH)可以用它们的质量和自旋来描述。然而,产生快速旋转的黑洞是非常困难的,因为产生它们的恒星在黑洞形成之前就失去了大部分的角动量。如果双星的前身星与一颗低质量的恒星在一个紧密的轨道上配对,它们可以产生快速旋转的黑洞(通过潮汐),而那些有大质量伴星的双星则不能(因为它们不适合这样的轨道)。一些快速旋转的黑洞(BH)被观察到与非常大质量的伴星配对,违背了恒星形成的范式。模型,减少恒星的核心-信封相互作用(和风)不匹配的意见,也不好的理论,我表明他们也错过了解释的能量。黑洞自旋不能在恒星坍缩过程中产生;通过爆炸回退物质使用轨道自旋与观测结果不符;通过公认的质量转移通道旋转黑洞需要比它们的寿命更长的时间,它通常被丢弃。我表明,快速的质量转移机制,预计合并BH和恒星,成功地旋转BH,并显示一种机制,以避免合并和主要危险的替代品,同时自然地解释的意见。在高能BH天体物理学背景下,其影响可能是范式转移和深远的。
2022-07-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Rotating Stars and the Formation of Bipolar Planetary Nebulae II: Tidal Spin-up
我们提出了新的二元恒星演化模型,包括潮汐力,旋转和磁转矩的影响,通过二元相互作用测试行星状星云(PNE)的塑造的目标。我们探讨是否潮汐相互作用的同伴可以旋转的AGB信封。为此,我们选择了主序列质量为2.5 \Mo和0.8 \Mo的双星系统,并使它们的初始分离度为5、6、7和8 AU。二元恒星演化模型一直计算到PNE形成阶段或直到罗氏瓣溢出(RLOF),无论先发生什么。我们发现,与初始分离的7和8 AU,二进制避免进入RLOF,和AGB星达到适度的旋转速度在表面($\sim 3.5 $和$\sim 2 $ \kms分别)在脉冲间阶段,但在热脉冲后,它下降到最终的旋转速度只有$\sim 0.03 $ \kms。对于距离最近的双星,5和6天文单位,AGB星在RLOF开始时分别达到$\sim 6 $和$\sim 4 $ \kms的旋转速度。我们的结论是,脱离二元模型,避免进入RLOF阶段在AGB不会形成双极PNE,因为获得的角动量是通过风在最后两个热脉冲。这项研究排除了潮汐自旋在非接触双星作为一个充分条件,形成双极PNe。
2016-04-06 astro-ph.SR
Deep observations of O2 toward a low-mass protostar with Herschel-HIFI
根据传统的气相化学模型,分子云中应该有大量的O2,但直到最近,地面和空间观测站探测星际O2谱线发射的尝试都失败了。在用Herschel对猎户座和rho Oph A分子云中低丰度的O2进行多线探测之后,重要的是要研究其他环境,我们在这里量化了太阳质量原恒星附近的O2丰度。利用Herschel空间天文台的HIFI仪器,在487 GHz对一颗深埋的低质量0类原恒星NGC 1333-IRAS 4A进行了O2观测。化学相关的NO和CO分子的补充数据,以及获得。使用辐射转移模型对高光谱分辨率数据进行分析,以推断柱密度和丰度,并直接对完整的气体-颗粒化学模型进行测试。深层HIFI光谱未能显示出致密原恒星包层速度下的O2,这意味着O2/H2的最低丰度上限之一是<6 × 10 ^-9(3 sigma)。然而,在NGC 1333周围的分子云速度上,可以看到O2的试探性(4.5 sigma)检测,相对于原恒星移动了1 km/s。对于原恒星包层,纯气相模型和气体颗粒化学模型需要一个很长的坍缩前阶段(约0.7-1x10^6年),在此期间,原子和分子氧被冻结在尘埃颗粒上并完全转化为H2O,以避免在致密的包层中产生过量的O2。同样的模型也再现了化学相关的NO分子的极限。在周围的云的O2的试探性检测是一致的低密度PDR模型与反应速率的小变化。在低质量原恒星周围的坍缩包层中,氧的丰度很低,这表明进入原行星盘的气体和…
2013-07-30 astro-ph.SR
When Do Stalled Stars Resume Spinning Down? Advancing Gyrochronology with Ruprecht 147
最近对基准疏散星团Praesepe(6.7亿年)、NGC 6811(1千亿年)和NGC 752(1.4千亿年)的自转周期($P_\text{rot}$)的测量表明,在会聚到质量$-$周期空间中的缓慢旋转恒星的紧密序列上之后,恒星暂时停止向下旋转。这些数据还表明,这种停滞的自旋下降时期的持续时间随着质量的降低而增加。为了确定停滞的恒星何时恢复旋转,我们使用$K2$任务和Palomar瞬态工厂的数据来测量2.7 Gyr-old星团Ruprecht 147的58个矮成员的$P_\text{rot}$,其中39个满足我们的标准,旨在消除短周期或接近相等质量的双星。结合近似同时代星团NGC 6819(30颗具有$M_\star > 0.85$ M $_\odot$的恒星)的$Kepler$ $P_\text{rot}$数据,我们的新测量结果使$\approx$ 2.5 Gyr基准旋转体的数量增加了一倍多,并将该样本扩展到$\approx$ 0.55 M $_\odot$。与年轻簇的序列相比,该联合样本的缓慢旋转序列显得相对平坦(22 $\pm$ 2天)。这个序列也与$Kepler$中期周期间隙相交,表明这个间隙不是由恒星形成的间歇造成的。我们计算的时间,恒星恢复自旋下降,并发现0.55 M $_\odot$恒星保持停滞至少1.3 Gyr。为了准确地确定低质量恒星的年龄,陀螺年代学公式必须修改…
2020-10-05 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Asteroseismology of Solar-Type and Red-Giant Stars
我们正在进入一个恒星物理学的黄金时代,这是由卫星和望远镜以前所未有的质量和范围进行观测所推动的。星震学是通过观察自然的共振振荡来研究恒星的一种方法,它使人们有可能对恒星演化和恒星内部物理学有新的认识。天文地震学被证明对研究太阳型恒星和红巨星特别重要。这些恒星表现出丰富的光谱太阳般的振荡,这是激发和内在阻尼的湍流在最外层的对流信封。在这篇评论中,我们讨论了该领域的现状,特别强调开普勒和CoRoT空间任务提供的最新进展和更广泛的意义,天文学的结果从asteroseismology,如恒星星族研究和系外行星研究。
2013-06-26 astro-ph.SR
Foretellings of Ragnarök: World-engulfing Asymptotic Giants and the Inheritance of White Dwarfs
在白矮星周围寻找行星,以及以大气污染和星周盘的形式存在的动力学不稳定性的证据,提出了关于行星系的性质的问题,这些行星系可以在渐近巨星分支(AGB)的变迁中幸存下来。我们研究了竞争的影响,在几个AU的行星从恒星,强大的潮汐力所产生的恒星的大对流信封,和行星的轨道膨胀,由于恒星质量损失。我们,第一次,研究行星的演化,同时遵循AGB上的每个热脉冲。对于类木行星来说,潮汐力很强,并且可以在1 M_Sol恒星的约3 AU和5 M_Sol恒星的约5 AU处将行星拉入包络。质量较低的行星感受到较弱的潮汐力,最初在1.5-3 AU范围内的类地行星进入恒星包层。因此,在最大恒星半径内开始的低质量行星可以生存,因为它们的轨道由于质量损失而扩大。包含一个中等的行星偏心率稍微加强了类木行星所经历的潮汐力。偏心的类地行星风险更大,因为它们的偏心率不会衰减,而且它们的近心点很小,把它们带进了恒星的包层。我们还找到了在白矮星周围发现行星的最近半径,假设任何进入恒星包层的行星都被摧毁了。在这种情况下,行星不太可能被发现在大约1.5天文单位的白矮星与1 M_Sol的祖先和大约10天文单位的白矮星与5 M_Sol的祖先。
2012-12-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
First double red giant Algol system with active mass transfer
Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院云南天文台);Key Laboratory for the Structure and Evolution of Celestial Objects, Chinese Academy of Sciences(中国科学院天体结构与演化重点实验室);International Centre of Supernovae (ICESUN), Yunnan Key Laboratory of Supernova Research, Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences (CAS)(中国科学院云南天文台超新星研究云南省重点实验室国际超新星中心);School of Physical Science and Technology, Xingjiang University(新疆大学物理科学与技术学院);Sternberg Astronomical Institute, M. V. Lomonosov Moscow State University(莫斯科国立大学列别捷夫天文研究所)
发现首个双红巨星大陵五型系统,此为吸积星进入共包层前刚成红巨星时的半分离系统。通过光谱和光度观测分析其轨道参数等,并用双星演化模型支持,发现系统最终会合并成一颗恒星。
2026-07-21 astro-ph.SR
Carbon-enhanced stars with short orbital and spin periods
矮碳星的许多特征与双星起源大致一致,包括来自演化伴星的质量转移。虽然总体上看,这些恒星似乎有旧盘或晕运动学,但大约2%的恒星表现出H $\,$发射,这在低质量主序星中通常与旋转和相对年轻有关。因此,它在老年人群中的存在意味着辐照或自旋。本研究提出了时间序列分析的光度和径向速度数据的七个矮碳星与H $α$的排放。所有被证明有测光周期的范围为0.2- 5.2 $\,$ d,和轨道周期相似的长度,符合潮汐同步。假设具有发射线的矮碳星是近距离双星演化的结果,表明低质量、弱金属或贫金属的恒星在进入共同包层阶段之前可以吸积大量的物质。
2021-08-03 astro-ph.SR
Gas kinematics and the Dragged Magnetic Field in the High-mass Molecular Outflow Source G192.16$-$3.84: An SMA View
本文报道了亚毫米波射电阵列(SMA)对早期B型($L_{*}\sim2\times10^{3}L_{\odot}$)恒星形成区G192.16 $-$ 3.84(IRAS 05553+1631)的偏振0.88mm热尘埃辐射和各种分子谱线跃迁的观测结果。连续斯托克斯-I发射的峰值与热旋转盘/包层(SO $_{2}$旋转温度T $_{rot}^{SO_{2}}$ $\sim84^{+18}_{-13}$ \,K)一致,具有南北速度梯度。对HCO $^{+}$ 4-3和SO $_{2}$ 19 $_{1,19}-18_{0,18}$描绘的旋转曲线的联合分析表明,致密分子气体正在经历自旋向上的旋转,在一定程度上受到\textbf{an}封闭质量$M_{*+gas+dust}\sim$ 11.2-25.2\,$M_{\odot}$的引力的约束。在垂直于旋转平面的CO 3-2发射中发现了$\gtrsim100/\cos(i)$,km,s $^{-1}$($i\sim63^{\circ}$)高速分子喷流和$\sim$ 15- 20 km,s $^{-1}$膨胀双锥腔。0.88mm连续谱的偏振百分比向中心旋转盘/包层方向逐渐减小。内$\sim2"$(0.015 μ c)盘/封套中的偏振角垂直于旋转平面。主要沿盘平面在环向的磁场线很可能被重力加速旋转拖曳。
2013-05-16 astro-ph.GA astro-ph.SR
Dynamics of Core Accretion
(缩短)我们进行三维流体动力学模拟气体绕行星核心的质量\mplan =10 \me嵌入在一个近开普勒背景流,使用修改后的剪切盒近似。我们采用嵌套网格流体动力学代码多达六个嵌套网格,提供空间分辨率的最好的网格相媲美,目前的海王星和天王星的直径。我们发现,一个强大的动态活跃的流发展,这样就没有静态信封可以形成。活动是不敏感的合理的变化,在旋转曲线的基础磁盘。它是敏感的气体的热力学处理,如由规定的状态方程(无论是“局部等温”或“局部等熵”)和背景盘材料的温度建模。活动也是敏感的形状和深度的核心的重力位,通过其质量和重力软化系数。变化的流动模式导致物质从核心周围的区域大而不规则地喷发,使物质返回到背景流中:在一个时间的包层中的质量可能在任何以后的时间都不会在包层中发现。包层中物质相对于地核的角动量,在地核附近的几天到几个月的时间尺度上,在与希尔半径相当的距离上,在几年的时间尺度上,在大小和符号上都有变化。我们表明,材料进入动态活跃的环境中可能会遭受强烈的加热和冷却事件的持续时间是短短的几个小时到几天。这些事件的峰值温度范围从$T \sim 1000$ K到高达$T \sim 3-4000$ K,密度为$ρ\sim 10^{-9}-10^{-8}$ g/cm $^3$。这些时间尺度、密度和温度的范围与星云激波模型中球粒形成所需的范围一致。
2012-11-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the 3D time evolution of the dust size distribution in protostellar envelopes
Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);Université Paris Cité(巴黎西岱大学);CEA(法国原子能和替代能源委员会);CNRS(法国国家科学研究中心);AIM(天体物理研究所);Institute of Space Sciences (ICE), CSIC(空间科学研究所(CSIC));ICREA(加泰罗尼亚高级研究学院)
本文通过三维模拟研究原恒星包层中尘埃粒径分布的演化,结合Smoluchowski方程模拟多粒径尘埃生长,并探讨尘埃动力学在终端速度近似下的影响,揭示尘埃粒径分布的各向异性及局部尘埃-气体比的变化。
2026-01-11 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Accretion of AGN Stars under Influence of Disk Geometry II: The Adiabatic Regime and Runaway Collapse Induced by Self-gravity
Princeton University(普林斯顿大学);Flatiron Institute(平顿研究所)
该研究通过三维流体动力学模拟,探究AGN盘内恒星吸积的绝热 regime,发现高热质量比下会触发包层强激波,近自引力盘内满足条件时会发生自引力诱导的失控坍缩,可形成~10⁵M_⊙的超大质量恒星。
2026-08-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Formation of the black-hole binary M33 X-7 via mass-exchange in a tight massive system
M33 X-7是已知质量最大的X射线双星系统之一,拥有一个快速旋转的15.65 Msun黑洞,在一个稍微偏心的3.45天轨道上绕着一个暗70 Msun主序星伴星旋转。虽然后主序质量转移解释了质量和紧密的轨道,但它无法解释观测到的X射线光度,恒星的暗度,黑洞的自旋和偏心率。一个共同的包络相位,或旋转混合,可以解释轨道,但前者会导致合并,后者会导致一个过亮的伴星。如果质量转移到黑洞中,引起它的自旋,合并也会随之发生。在这里,我们报告说,如果M33 X-7开始作为一个85-99 Msun的主要和28-32 Msun的次要,在2.8-3.1天的轨道,它的观察到的属性可以一致地解释。在这个模型中,主序星把它的一部分外壳转移到了副序星上,剩下的部分在风中消失了;它以一颗~16 Msun He的恒星结束了它的生命,它的核心是一颗铁镍合金的恒星,坍缩成一个黑洞(有或没有伴随的超新星)。束缚能的释放和可能的坍缩不对称性将新生的黑洞“踢”进了偏心轨道。风的吸积解释了X射线的光度,而黑洞的旋转可以是天生的。
2010-10-22 astro-ph.SR
Testing Spin Prior Assumptions of Binary Black Hole Parameter Inference and Their Astrophysical Implications
Lester B. Pearson United World College of the Pacific(莱斯特·B·皮尔逊太平洋联合世界学院);Nanyang Normal University(南阳师范学院);Zhejiang University of Technology(浙江工业大学);Anhui Normal University(安徽师范大学)
本文通过贝叶斯推断检验三种自旋先验,发现主黑洞不自旋先验被高有效旋进自旋系统数据否定,提出公共包层演化及质量比反转通道可解释这些系统。
2026-09-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Which black hole formed first? Mass-ratio reversal in massive binary stars from gravitational-wave data
引力波星表的布居推断是一个有用的工具,可以将黑洞合并的观测结果转化为对致密双星形成的约束。不同的形成通道预测源参数(如质量和自旋)的天体物理分布中可识别的特征。孤立双星演化的一个例子是质量比反转:即使假设大质量恒星的有效核壳耦合和恒星伴星由第一个出生的黑洞的潮汐自旋,一个较轻的,不旋转的第一个出生的黑洞和一个较重的,旋转的第二个出生的黑洞仍然可以通过质量从最初的质量较大的祖先转移到质量较小的祖先而形成。使用目前的LIGO/室女座观测,我们测量的分数源在底层人口与这种质量自旋组合,并解释它作为一个约束的质量比反转的发生在大质量的双星。我们修改常用的人口模型,包括可忽略的自旋子群,最重要的是,不相同的组件自旋分布。我们没有发现黑洞的子种群的证据,可以忽略不计的自旋和测量的大质量双星的比例进行质量比反转是一致的零和$<32\%$($99\%$信心)。然而,$0.2\unicode{x2013}0.3$周围的无量纲自旋峰看起来很强,并且还有待于用祖先形成情景来解释。
2022-10-19 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Supermassive black holes stripping a subgiant star down to its helium core: a new type of multi-messenger source for LISA
本研究揭示低质量次巨星被超大质量黑洞剥离后,可经历长期稳定质量转移,形成LISA可探测的强引力波源,并估计银河系中心存在此类源的概率约1%。
2025-03-27 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Giant branch planetary systems: Dynamical and radiative evolution
该研究探讨恒星演化至巨星分支时的高光度和质量损失对行星系统的影响,包括吞噬、潮汐作用及白矮星周围失稳,对理解太阳系未来和观测数据至关重要。
2024-05-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
K2 observations of five pulsating subdwarf B stars with white dwarf companions
本文对K2观测的五颗带白矮星伴星的sdBV星进行地震学分析,发现三颗为g模式主导的混合脉动体,测定四颗星次同步自转,并揭示其g模式周期间距和p模式泛音特征相似。
2025-06-05 astro-ph.SR
From Hot Jupiters to Super-Earths via Roche Lobe Overflow
通过缓慢旋转的主恒星中的潮汐耗散,许多热彗星的轨道可能衰减到洛希极限。我们预计在大多数情况下,随后的传质将是稳定的。使用详细的数值计算,我们发现这种演变是相当迅速的,可能会导致完全删除的气体信封在几个Gyr,并留下一个暴露的岩石核心(“热超级地球”)。最后的轨道周期对行星的质量半径关系的细节以及辐射和光蒸发的影响非常敏感,但可能短至几小时,长至几天。我们的方案预测存在中等质量的行星(“热海王星”),这些行星应该精确地在它们的洛希极限处被发现,并且正在通过洛希瓣溢出而失去质量。开普勒观测到的小型单行星候选系统的过剩也可能是这一过程的结果。如果是这样的话,它们的宿主星的性质应该会跟踪热彗星的性质。此外,产生热彗星的系统数量可能比从当代观测中推断的要多2-3倍。
2014-08-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Interaction of Close-in Planets with the Magnetosphere of their Host Stars. II. Super-Earths as Unipolar Inductors and their Orbital Evolution
具有几个地球质量和几天轨道周期的行星已经通过径向速度和过境调查发现。不管它们的形成机制如何,一个关键的演化问题是它们在宿主恒星附近的保留效率。如果这些行星在其母星的金牛座T阶段期间或之后不久到达它们现在的轨道,那么很大一部分行星将遇到强烈的恒星磁场。由于这些行星比其恒星的大气层具有更高的传导性,因此连接行星和主恒星的磁通量管会以比穿过行星更快的速度滑过恒星的外壳。在行星直径上的感应电动势导致了一个电位降,它沿着一个通量管以阿尔芬速度传播离开行星。通量管的底部扫过恒星表面,电势降驱动一个类似于木卫一-木星电动相互作用的直流电流。这种电流的欧姆耗散在恒星包层中产生了潜在的可观察到的热点。电流加热行星,并导致洛仑兹扭矩,驱动行星的轨道朝着圆形和与恒星自转同步的方向发展。净效应是行星轨道偏心率的阻尼。在缓慢(快速)旋转的恒星周围,这个过程也会导致周期小于几天的岩石行星在几百万年内经历轨道衰变(膨胀/停滞)。原则上,这种效应可以决定短周期热地球的保留效率。我们还估计了这些行星中的欧姆耗散,并表明它可能导致严重的结构演化和挥发性物质的潜在损失。然而,这些影响可能会被感应场的重联显著削弱。
2012-01-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Gone with the wind: the impact of wind mass transfer on the orbital evolution of AGB binary systems
在低质量的双星系统中,当其中一颗恒星处于AGB阶段时,质量转移可能会通过缓慢而密集的恒星风发生。观测表明,许多经历过AGB质量转移的双星的轨道周期为1-10年,与双星人口合成模型的预测不一致。我们研究了AGB双星系统中通过风质量传递的质量吸积效率和角动量损失。我们用这些量来预测轨道的演变。我们进行三维流体动力学模拟的AGB星使用AMUSE框架失去的恒星风。我们近似的热演化的气体施加一个简单的有效的冷却平衡,我们改变轨道分离和速度的恒星风。我们发现,对于风速$v_{\infty}$大于相对轨道速度的系统$v_\mathrm{orb}$的流动所描述的Bondi-Hoyle-Lyttleton近似和角动量损失是适度的,导致轨道的扩展。当风速较低时,伴星周围会形成一个吸积盘,吸积效率和角动量损失都增加,意味着轨道会收缩。我们发现角动量从轨道到流出气体的转移发生在距离双星质心几个轨道的距离内。我们的结果表明,AGB双星的轨道演化可以预测为比例$v_{\infty}/v_\mathrm{orb}$的函数。我们的研究结果可以提供深入了解后AGB双星令人困惑的轨道周期,并建议进入共同信封阶段的恒星数量将增加。后者可能对低质量双星演化的最终产物(如激变双星、Ia型超新星和双白矮星合并)的预期形成率产生重大影响。[删节]
2018-05-08 astro-ph.SR
An Orbit for a Massive Wolf-Rayet Binary in the LMC: An Example of Binary Evolution
Lowell Observatory(洛厄尔天文台);Northern Arizona University (NAU)(北亚利桑那大学);Carnegie Observatories(卡内基观测站)
大麦哲伦星云中发现一个质量差异显著的沃尔夫-拉叶双星系统,通过二进制演化解释其形成过程,揭示了WR星与O星的相互作用及演化历史。
2026-03-11 astro-ph.SR
The Origin of Black Hole Spin in Galactic Low-Mass X-ray Binaries
银河场黑洞低质量X射线双星被认为是通过孤立双星的演化就地形成的。在标准的形成通道中,这些系统在一个共同的包层阶段中幸存下来,在此之后,主恒星剩余的氦核心和随后形成的BH预计不会高度旋转。然而,在LMXB中测量的BH自旋覆盖了整个自旋参数范围。我们建议在这里,BH自旋LMXB获得通过吸积到BH后,其形成。为了验证这一假设,我们计算了详细的二元传质序列的广泛的网格。对于每个序列,我们研究了在任何时间点,计算出的二元属性是否与观测推断的16个银河系LMXB对应物一致。“成功”的序列估计的质量,BH已经吸积自罗奇叶溢出的开始。我们发现,在所有的银河系LMXB测量BH自旋,自旋的起源可以解释的吸积物质,我们预测的最大BH自旋LMXB的测量还没有。此外,我们推导出限制的最大自旋,任何BH可以根据当前属性的二进制它驻留。最后,我们讨论了我们的研究结果对BH出生质量分布的影响,与目前观察到的结果相比,BH出生质量分布向低质量方向移动了~1.5 Msolar。
2015-01-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Role of Planet Accretion in Creating the Next Generation of Red Giant Rapid Rotators
野外红巨星的快速旋转是一种相对罕见但研究充分的现象;在这里,我们研究了行星吸积在这些恒星旋转中的潜在作用。利用Zahn的潮汐摩擦理论和恒星演化模型,我们计算了一颗行星的轨道衰减到其不断演变的宿主恒星和由此产生的角动量转移到恒星对流包络。该实验评估了99个已知系外行星宿主恒星样本的红巨星分支(RGB)上行星摄入和快速旋转的频率。我们发现,已知的系外行星确实能够产生快速的旋转体;然而,由于行星摄入的预期比例仅为当今红巨星调查中看到的总量的10%。在被吸收的行星中,我们发现那些初始半长轴较小的行星更有可能产生快速旋转的行星,因为这些行星在恒星的转动惯量最小时被吸积。我们还发现,许多行星可能会被摄入之前的RGB阶段,相反的预期,吸积通常会发生时,恒星半径显着扩大的巨人。最后,我们的模型表明,来自被摄入行星的快速旋转信号最有可能在较低的RGB上看到,这也是自旋上升的替代机制,例如,角动量从恒星核心释放出来,不起作用。因此,在较低的RGB上的快速旋转是寻找经历过行星吸积的系统的明确证据的最佳候选者。
2009-06-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Be-type star with a black hole companion
恒星质量的黑洞都是通过X射线辐射发现的,这种辐射来自于它们的双星伴星的气体吸积(这种气体要么是从低质量恒星上剥离下来的,要么是从大质量恒星上以风的形式提供的)。双星演化模型也预测了黑洞的存在,这些黑洞是从快速旋转的Be型恒星的赤道包层吸积而来的(Be型恒星是热蓝色的不规则变星,显示出氢的特征光谱发射线)。然而,在银河系中已知的~80 Be X射线双星中,只有脉动中子星被发现是伴星。黑洞被正式允许作为Be星MWC 656(也被称为HD 215227)的伴星的解决方案,尽管这是基于Be星的单一径向速度曲线,错误的光谱分类和对倾角的粗略估计。在这里,我们报告的观测吸积盘线镜像的Be星的轨道。通过拟合赤道盘上的Fe II轮廓得到了Be星的径向速度曲线,并对Be星进行了精细分类(B1.5-B2 III星的分类),这些结果显示了一个3.8至6.9太阳质量的黑洞围绕MWC 656运行,MWC 656是伽马射线源AGL J2241+4454的候选对应物。黑洞是X射线静止的,由辐射效率低下的吸积流供给,其光度小于爱丁顿光度的1.6 x 10-7倍。这意味着有黑洞伴星的Be双星很难被传统的X射线探测到。
2014-01-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
Stable Case BB/BC Mass Transfer to Form GW190425-like Massive Binary Neutron Star Mergers
本文通过恒星结构与双星演化计算,提出GW190425可经由公共包层后的稳定Case BB/BC物质转移形成,并揭示富氦次星被潮汐加速自转后可能诞生高自转能量的磁星。
2024-10-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Merging binary black holes formed through double-core evolution
迄今为止,随着LIGO-Virgo-KAGRA(LVK)合作组近百个双黑洞(BH)并合事件的探测,并合事件的各种形成通道已被深入探索。我们在这里系统地研究了另一种形成方案,即,由双氦星形成的双星BH(以下简称双核演化通道)。在这种情况下,这两颗氦星(富氦星)可能是经典孤立双星演化的结果,包括有和没有共同包络相(即,CE通道和稳定的质量传递通道),或者化学均匀演化的大质量近双星(即,CHE通道)。我们进行详细的恒星结构和二进制的演化计算,考虑到内部的差异旋转和质量损失的富氦恒星,以及潮汐相互作用的双星。对于质量相等的双星,我们发现潮汐开始在零年龄氦主序列(ZAHeMS:富氦恒星开始燃烧核心氦的时间,类似于核心氢燃烧的ZAMS)上工作,初始轨道周期不超过1.0天,取决于初始金属丰度。除了恒星的质量损失率和潮汐相互作用的双星,我们发现,角动量传输效率的作用,在确定所产生的BH自旋,变得更强时,考虑BH的祖先起源于一个更高的金属金属丰度的环境。我们强调,双核进化的情况下,并不总是产生快速旋转的BBH和比较从LVK与我们的建模报告的BBH的属性。
2023-01-12 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Dynamical formation of high-eccentricity compact binaries through BH--BH*/TZO collisions
Tsinghua University(清华大学);University of Toronto(多伦多大学);Westlake University(西湖大学);University of California, Santa Cruz(加州大学圣克鲁兹分校)
本研究通过流体动力学与半解析少体模拟,提出大质量主序星经连续捕获恒星级黑洞形成高偏心率致密双星的新通道,该双星或可成为对应形成场景的独特引力波标识。
2026-08-31 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Spin evolution modeling for a newly-formed white dwarf resulting from binary white dwarf merger
本研究通过磁流体动力学风模型,模拟双白矮星并合产物(类巨星天体)的自转演化,估算质量损失率与自转减慢时标,并应用于三个磁白矮星源,揭示其周期与初始光度及冷却时标的关系。
2025-04-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
A Diverse Distribution of Black Hole Spins from Stable Mass Transfer
Princeton University(普林斯顿大学);University of California, Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校);Max Planck Institute for Astrophysics(马克斯·普朗克天体物理学研究所);Radboud University(拉德堡德大学);Flatiron Institute(平顿研究所)
该研究通过建模稳定质量转移双星的潮汐自旋提升,发现黑洞自旋分布多样,其与质量比呈反相关,或可解释GW190412,还讨论了未来需纳入的额外物理因素。
2026-08-13 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Reassessing the Spin of Second-born Black Holes in Coalescing Binary Black Holes and Its Connection to the chi_eff-q Correlation
Anhui Normal University(安徽师范大学);University of Nevada, Las Vegas(内华达大学拉斯维加斯分校);Zhejiang University of Technology(浙江工业大学);Université de Genève(日内瓦大学);Guizhou University(贵州大学)
研究双黑洞合并中第二颗黑洞自旋与chi_eff-q相关性的物理起源,发现自旋受恒星风质量损失主导,提供自旋公式并预测质量比反转比例。
2026-02-14 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Contact tracing of binary stars: Pathways to stellar mergers
本研究利用约6000个1D双星演化模型,确定了导致恒星接触与并合的五种机制,发现大质量双星中接触与并合发生率较高,并预测质量比决定接触双星的寿命与最终命运。
2023-11-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
An upper limit on the spins of merging binary black holes formed through binary evolution
该研究通过孤立双星演化中的剥离星模型,结合化学均匀演化(CHE)分析,确定并合双黑洞自旋上限,为引力波观测验证形成场景提供关键基准,且LVK第四次观测运行或能约束高自旋种群。
2023-11-23 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR