The formation of low-mass helium white dwarfs in close binaries
近年来,在WASP、ELM、Kepler和SDSS等观测活动中,人们发现了大量的低质量(<0.30 M_sun)氦白矮星(He WD)。它们中的绝大多数都有另一个致密物体作为伴星。目前低质量He WDs的理论模型与一些关键观测案例之间似乎存在差异,表明其形成情景的一些细节仍有待了解。
2014-10-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Evolution of binaries with compact objects in globular clusters
在致密恒星系统中,天体之间的动力学相互作用导致了奇异恒星天体、不寻常双星和更高多重性系统的频繁形成。它们对于形成由中子星和黑洞组成的双星系统是非常重要的,而这些双星系统在观测上通常是由质量转移双星系统发现的。在这里,我们回顾了目前的理解紧凑的对象的保留,金属依赖于形成低质量的X射线双星与中子星,以及如何质量转移双星与黑洞和白矮星可以形成。我们还讨论了一个老的未解之谜和两个新的难题所提出的最近的观察:什么后代超紧凑的X射线双星产生,如何形成非常紧凑的三元组,以及如何可以黑洞低质量的X射线双星获得非简并的同伴?
2017-06-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation of millisecond pulsars with helium white dwarfs, ultra-compact X-ray binaries and gravitational wave sources
近轨道低质量X射线双星(LMXB)、射电毫秒双星(BMSP)和超致密X射线双星(UCXB)都属于同一演化序列。因此,了解这些种群如何从一个物种进化到另一个物种是极其重要的。此外,UCXB是重要的引力波(GW)源,可以被未来的星载GW观测站探测到。然而,这三个不同族群的中子星(NS)双星之间的形成和演化联系还没有完全了解。特别是,一个特殊的微调问题,以前已经证明了这些系统的形成。在这项调查中,我们测试了一个新提出的磁制动处方和模型的形成和演变的LMXB。我们计算一个网格的二进制演化模型,并提出了初始参数空间的祖二进制成功地发展所有的方式产生UCXB。我们发现LMXB演化为分离的NS+ELM~He~WD双星和后来的UCXB的初始轨道周期范围比标准磁制动方案下的演化明显变宽,从而有助于缓解微调问题。然而,我们也发现,形成宽轨道BMSP是禁止强版本的这种新的磁制动处方,因此需要修改的处方。最后,我们给出了UCXB作为银河系GW源的性质的例子,并讨论了它们的检测LISA,天琴和太极天文台。
2021-03-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
Evolving Neutron Star Low-Mass X-ray Binaries to Ulta-compact X-ray Binaries
作者介绍了NS LMXB的演化和UCXB的形成的结果(Ma & Li 2009 for details),并在这项工作中提出了一种借助于CB盘从L/IMXB形成UCXB的方案。
2010-05-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation of Be stars via wind accretion: Case study on Black hole + Be star binaries
Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences (CAS)(中国科学院云南天文台);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Institute of Science and Technology Austria(奥地利科学技术研究所);Zhoukou Normal University(周口师范学院)
本文提出通过风罗奇洛夫溢流机制形成黑洞+Be星双星的新模型,并预测银河系中此类系统的数量及观测潜力。
2025-12-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation and Evolution of Compact Object Binaries in AGN Disks
LIGO/VIRGO发现的引力波(GW)事件的天体物理起源仍然是一个悬而未决的难题。在活动星系核(AGN)中,致密天体双星形成、演化,并与致密星团和气体盘相互作用。一个重要的问题是二进制文件是否以及如何在这些环境中合并。为了解决这个问题,我们已经进行了一维的$N$体模拟结合半解析模型,其中包括形成,中断,和二进制自洽的演变。我们指出双星可以通过气体介质中的动能耗散在单-单相互作用中形成。这种"气体捕获“的双星形成通道对气体驱动的合并贡献了$97\,\%$,即使没有预先存在的双星,也会导致活动星系核盘中的高合并率。我们发现合并率在$\sim 0.02-60\,\mathrm{Gpc^{-3}yr^{-1}}$范围内。结果是不敏感的气体硬化过程的假设:我们发现,一旦它们形成,二进制合并有效地通过二进制单相互作用,即使这些气体过程被忽略。我们发现每个黑洞的平均合并数为$0.4$,在3000万年内重复合并的概率为$\sim 0.21-0.45$。高BH群众由于重复合并,高偏心率,和一个显着的多普勒漂移的GWs是有前途的签名,区分这种合并渠道从其他。此外,我们发现,气体捕获二进制复制的银河系中心的LMXB的分布,包括外截止在$\sim1$ pc由于迁移和硬化之间的竞争气体扭矩。
2020-05-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Formation of discs around super-massive black hole binaries
我们的$10^4M_\odot$湍流分子云在近径向下落到$10^6M_\odot$,等质量超大质量黑洞二进制的演变,使用修改后的版本的SPH代码GADGET-3。我们研究了根据双星和云轨道之间的相对倾角而形成的不同气体结构。我们的第一个结果表明,一个对齐的轨道产生迷你盘围绕每个黑洞,几乎与二进制对齐;一个垂直的轨道产生错位的迷你盘;和一个反对齐的轨道产生一个circumbinary,反向旋转环。
2015-01-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Three-Body Binary Formation in Clusters: Analytical Theory
本文针对密集环境中三体双星形成过程,采用解析概率方法研究等质量情况,首次给出考虑能量和角动量守恒的完整轨道参数分布闭式表达式,其结果能很好预测并重现相关实验结果。
2024-04-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
On the formation of neutron stars via accretion-induced collapse in binaries
我们研究了相互作用双星中氧氖白矮星的坍缩导致中子星形成的演化途径。我们考虑了(1)非动力学质量转移,其中一个ONe WD接近于导致吸积诱导坍缩(AIC)的Ekrasekhar质量;(2)动力学时标合并诱导坍缩(MIC),其中一个ONe WD和另一个WD之间。我们提出了两种不同的治疗常见的信封演变率,延迟时间和祖属性。我们发现,AIC中子星是通过许多不同的通道形成的,最主要的通道取决于所采用的共同包络物理。大多数AIC和MIC中子星在恒星形成后不久就诞生了,尽管有些中子星的延迟时间超过10 Gyr。延迟时间最短的(2500 - 5000万年)AIC中子星有剥离的包层,紧凑,氦燃烧的恒星捐助者,虽然许多提示AIC中子星通过风吸积从渐近巨星分支星形成。延迟时间最长的AIC中子星是球状星团中年轻的毫秒双星,在NS形成时有一颗红巨星或主序星施主,最终将演化为NS +氦WD双星。我们讨论了AIC和MIC双星作为LISA潜在的引力波源。通过AIC产生的中子星经历LMXB阶段,为LISA可以识别的最短轨道周期源提供电磁对应物。双星中相互作用的WDs形成中子星可能是球状星团中LIGO/Virgo引力波源(NS-NS和BH-NS合并)产生的关键机制。
2019-01-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
On the nature of the break in the X-ray luminosity function of low-mass X-ray binaries
我们分析了我们银河系中持续明亮的低质量X射线双星(LMXB)的通量限制样本(2-10 keV通量超过1.4 e-10 erg/s/cm 2)。结果表明,大多数X射线光度低于logL(erg/sec)~37.3的双星系统都有未演化的次级伴星(除了那些有白矮星施主的双星),而具有较高X射线光度的双星系统则主要有巨施主。巨星双星系统中的质量转移显著缩短了它们的寿命,从而使LMXB在高光度下的X射线光度函数变陡。我们认为,这就是为什么LMXB光度函数构造在过去几年中从我们和遥远的星系的源的观测表明,在logL(erg/sec)~37.3的突破。
2010-11-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Dynamical formation signatures of black hole binaries in the first detected mergers by LIGO
恒星质量黑洞-黑洞双星的动力学形成一直是激光干涉引力波天文台(LIGO)的一个有希望的引力波源。质量分离、引力聚焦和多体动力学相互作用自然地增加了致密恒星系统中质量最大的黑洞之间的相互作用速率,最终导致它们合并。我们发现,动力学相互作用,特别是三体双星的形成,提高合并率的黑洞双星的总质量M_tot大致为~M_tot^beta,β>~ 4。我们发现,这种关系大多独立于初始质量函数,但确切的值取决于质量分离的程度。这种大质量黑洞双星的探测率只有通过LIGO对M_tot <~ 80太阳质量的大质量黑洞双星的更高灵敏度才能进一步提高。我们发现,对于幂律BH质量函数dN/dM ~ M^-α,α <~ 2,LIGO最有可能探测到质量是最大初始黑洞质量两倍且质量比接近1的黑洞双星。星团内黑洞的重复合并导致大约5%的合并被观察到是最大初始黑洞质量的2到3倍。利用这些关系,人们可以将观测到的分布反演为初始质量函数,并多次探测到合并的黑洞双星。
2016-06-29 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Stellar wind accretion and accretion disk formation: applications to neutron star high mass X-ray binaries
最近的X射线观测揭示了高质量X射线双星的复杂性和多样性。这种多样性挑战了对致密物体吸积过程的经典理解。在这项研究中,我们加强了传统的概念,风馈吸积到中子星的性质考虑的几何效应的辐射加速风,并重新评估输送角动量通过使用一个简单的风模型。我们的结果表明,即使在由星风供给的OB型HMXB中,如果双星分离足够紧密和/或星风缓慢,由于星风的不均匀性,大量的角动量也可以被输送形成吸积盘.我们将我们的模型应用到实际的系统,如LMC X-4和OAO 1657-415,并讨论在这些系统中形成盘的可能性。
2019-03-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
Magnetars, Gamma-ray Bursts, and Very Close Binaries
我们认为可能存在一个共同的通道的演化的双星系统,这导致在一个黑洞的形成过程中的伽马射线暴或磁星的诞生在一个中子星的形成。我们假设坍缩恒星核心的快速旋转可以用非常接近的双星的潮汐同步来解释。计算出的快速旋转中子星的形成速率与磁星形成速率的估计在性质上是一致的。然而,我们对具有短旋转周期的新生致密天体的二进制性的分析表明,其中二进制的比例大大超过了观测估计。为了使这个比例与磁星的统计数据相一致,磁星在形成过程中获得的额外速度必须主要垂直于超新星爆炸前的轨道平面,并且很大。
2009-05-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation Timescales for High-Mass X-ray Binaries in M33
我们已经确定了55个候选的高质量X射线双星(HMXB)在M33中使用可用的档案{ \it HST}和{ \it钱德拉}成像,以寻找与X射线位置相关的蓝色恒星。我们使用{ \it HST}光度数据来模拟每个候选HMXB附近的颜色-星等图,以测量解析的最近恒星形成历史(SFH),从而测量源的形成时间尺度或年龄。总之,M33中所有候选HMXB的SFH产生的年龄分布表明,M33中HMXB的首选形成时间尺度为$<$ 500万年和$\sim$ 4000万年后的初始恒星形成插曲。在其他本星系群星系中也可以看到4000万年前的星群,这可以归因于HMXB形成效率的峰值,其中中子星是致密天体,B星是次级伴星。这个时间尺度是首选的,因为中子星应该在这些时间尺度上从$\sim$ 8 M $_{\odot}$核心坍缩的祖先大量形成,而B星在观测上显示在这个时间附近最活跃地失去质量。年轻的人口在$<$ 5百万年没有观察到在其他本地集团HMXB人口的研究,但可能是由于人口非常大规模的祖先形成黑洞非常earlyon. We讨论这些结果的背景下,大量的二元演化,紧凑的对象和引力波源的影响。
2018-06-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Evolution of Binaries in Dense Stellar Systems
与磁场相反,稠密恒星系统中的双星通常不是原始的,它们可以是动态形成的,也可以是从原始状态发生显著变化的。双星的毁灭和形成总是同时发生的。这种破坏,不断地从二进制池中删除软二进制,作为一种能量汇,可能是集群进入二进制燃烧阶段的原因。真实的二进制分数大于观察到的,因此,可观察到的二进制分数的演变与预测不同。对球状星团中双星分数的综合测量表明,大多数星团仍处于核心收缩状态。另一方面,X射线的形成会影响到大多数进化程度更高的恒星,这会显著增加球状星团中X射线源的数量。双星与致密天体的形成主要是通过物理碰撞、双星与双星和单双星相遇;然而,三重双星和多重相遇的动力学形成主要决定了所形成的双星是否会成为X射线源。
2011-01-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Conditions for accretion disc formation and observability of wind-accreting X-ray binaries
我们探讨了各向异性风驱动对密近双星中黑洞吸积性质的影响。我们特别关注线驱动风,这是常见的高质量X射线双星。在密近双星系统中,来自伴星的潮汐力可以以两种不同的方式改变风的结构。一个是由于有效地面重力较弱而使风终极速度减小。另一个是由于重力暗化而导致的质量通量的减少。我们将这些影响纳入所谓的CAK理论在一个简单的方式和调查的风绕吸积器的轨道尺度上的流动。当Roche瓣填充因子为$\gtrsim0.8$-0.9时,自然形成了一个类似于风Roche瓣溢出的聚集吸积流,但这只是在考虑速度降低的情况下才发生的。流的形成对于引入足够的角动量以在黑洞周围形成吸积盘是必要的。引力暗化效应减少了吸积角动量的数量,但不足以阻止圆盘的形成。基于这些结果,我们预计有一个离散的步骤,在高质量X射线双星的可观测性取决于是否施主罗氏瓣填充因子是低于或高于$\sim$ 0.8-0.9。
2021-10-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation and Evolution of Galactic Intermediate/Low-Mass X-ray Binaries
结合双星布居合成(BPS)和详细的恒星演化计算,研究了银河系中低质量X射线双星(I/LMXB)的形成和演化序列。使用更新的BPS代码,我们计算的大规模的二进制文件,导致形成初期的I/LMXB的演变,并提出他们的分布在初始施主质量与初始轨道周期图。然后,我们跟随I/LMXB的演变,直到形成二进制毫秒双星(BMSP)。我们发现I/LMXB人群的出生率在$ 9\times10^{-6} - 3.4\times10^{-5} \, {\rm yr^{-1}}$的范围内,与被认为是I/LMXB后裔的BMSP的出生率一致。我们表明,在I/LMXB的演变过程中,它们很可能被观察到相对紧凑的双星与轨道周期$ \lesssim $ 1天和捐助群众$\lesssim 0.3 M_{\odot}$。由此产生的BMSP的轨道周期从不到1天到几百天不等。这些特征与LMXB和BMSP的观测结果一致。我们还证实了文献中提到的理论预测和观测之间的差异,即LMXB的理论平均传质速率($ \sim 10^{-10} M_{\odot} $ \,yr $^{-1}$)远低于观测值,轨道周期为$\sim 0.1-10$ day的BMSP的数量被严重低估。这些差异意味着LMXB的建模中缺少了一些东西,这可能与轨道角动量损失的机制有关。
2015-12-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Probing Formation of Double Neutron Star Binaries around 1mHz with LISA
我们提出了一种新的方法来检验银河系双中子星双星是否在LISA波段形成。在我们的方法中,我们分配一个有效的时间分数$τ$的每一个双中子星的LISA检测到的二进制。这个分数是作为观测到的轨道周期和偏心率的函数给出的,并且在没有带内双星形成的情况下应该均匀分布。应用统计技术,如Kolmogorov-Smirnov测试的实际列表的$τ$,我们可以检查带内二进制形成的签名。我们讨论了这种方法的前景,特别关注银河系双中子星双星在1 mHz附近的可用样本数。
2022-10-10 astro-ph.HE gr-qc
Dynamical formation of Black Hole Low-Mass X-Ray Binaries in the field - an alternative to common envelope
非常宽的双星(> 500天文单位)在银河系中会遇到无数次与恒星的碰撞,并可能被扰动到高度偏心的轨道(e ~ 0.99)。对于这样的系统,近心通道处的潮汐相互作用可以导致轨道圆化和可能的质量转移,从而产生X射线双星而不需要共同的包络。我们测试这种情况下的黑洞低质量X射线双星(BH LMXBs)进行人口合成从原始双星随机恒星遭遇的数值处理。我们测试了各种模型的阈值近心距离下,潮汐力导致圆化。我们估计,飞越相互作用可以产生一个目前的人口约60 $-$ 220 BH LMXB在银河系领域。结果是敏感的潮汐循环效率和零到非常小的BH出生踢几公里/秒的假设是必需的。我们发现,最有可能的捐助者是低质量的恒星(< 1 Msun;在质量转移开始时),如在已知来源的人口(~ 20)中观察到的。然而,沿着这条路线形成的系统数量很少,这与最近对银河10 $^4-$ 10 $^8$中休眠BH LMXB数量的观测估计存在矛盾(Tetarenko et al. 2016)。如果数量确实如此之高,则需要确定具有低质量供体的BH的替代形成通道。
2017-03-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Optical/infrared observations unveiling the formation, nature and evolution of High-Mass X-ray Binaries
在这篇评论中,我首先描述了三种大质量X射线双星(HMXB)的性质,通过吸积:(i)Be拱星盘,(ii)超巨星风,和(iii)罗氏瓣填充超巨星。然后,我报告发现了两个新的HMXB人口托管超巨星,最近揭示了丰富的新观测,来自高能量方面(INTEGRAL,雨燕,XMM,钱德拉卫星),并辅以多波长光学/红外观测(主要是ESO设施)。第一个群体是由被遮蔽的超巨星HMXB组成,第二个群体是超巨星快速X射线瞬变(SFXTs),表现出短暂而强烈的X射线耀斑。最后,我讨论了HMXB的形成和演化,限制吸积模型(如cluerous风,瞬态吸积盘,磁离心屏障),显示证据表明存在的进化联系,包括人口合成模型的比较,并最终建立一个一致的方案解释这些极端的天体来源的各种特征。因为它们可能是发光蓝变星(LBV)的祖先,也是中子星/黑洞双星合并的祖先,与短/硬伽马射线暴有关,所以这些HMXB种群的性质,形成和演化的知识是最重要的。
2014-03-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
A new evolutionary scenario for the formation of massive black-hole binaries such as M33 X-7 and IC 10 X-1
近距离大质量黑洞双星的形成对双星演化模型来说是一个挑战,特别是令人感兴趣的系统M33 X-7,它拥有最大质量的恒星质量黑洞(16个太阳质量),每3.5天绕一颗70个太阳质量的O星运行。在标准的双星演化理论中,在轨道周期如此之小的双星中,质量转移或共同包络的事件是不可避免的,这使得具有如此高质量的黑洞的形成变得复杂。为了解释这个系统,我们讨论了一个新的二元演化通道(De Mink et al. 2009),其中旋转混合起着重要的作用。在质量非常大的密近双星中,潮汐迫使恒星的旋转速率非常高,以至于旋转诱导的混合变得非常有效。中心产生的氦混合在整个包层中。这些恒星在主序星演化期间并没有膨胀(伴随着不可避免的质量转移),而是保持紧凑,避免填满它们的洛希瓣。它们逐渐演化成大质量氦星。这种情况自然会导致在一个非常接近的轨道上形成非常大质量的黑洞,并有一个进化程度较低的大质量伴星,如M33 X-7。
2009-10-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Young pre-Low-Mass X-ray Binaries in propeller phase : Nature of the 6.7-hour periodic X-ray source 1E 161348-5055 in RCW 103
在RCW 103的X射线源1 E 161348-5055中发现的6.7小时周期性导致了对这种周期性性质的研究。我们探讨了一个模型1 E 161348-5055,其中一个快速旋转的中子星与磁场$\sim 10^{12}$ G在一个年轻的前低质量X射线二进制(前LMXB)的偏心轨道周期为6.7小时的“螺旋桨”阶段的操作。1 E 161348-5055的6.7小时光变曲线可以用通过粘性吸积盘的轨道调制质量转移和随后的螺旋桨发射模型(包括Illarionov-Sunyaev型和Romanova-Lovelace等人型)定量地解释,光谱和其他性质也是一致的。模型系统的形成和演化都符合标准理论。
2009-09-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
Infalling clouds onto super-massive black hole binaries - I. Formation of discs, accretion and gas dynamics
有令人信服的证据表明,大多数(如果不是全部)星系在其核心处都有一个超大质量黑洞(SMBH),因此这些大质量物体的双星是宇宙结构层次演化的必然产物,代表了星系演化的一个重要但至今难以捉摸的阶段。通过环双星盘的气体吸积被认为是重要的SMBH双星的动力学演化,以及在产生发光,可用于推断其属性。气体燃料的一个可能来源是由于星际介质中的湍流和引力不稳定性而形成的气体团块,这些气体团块后来落向双星并与双星相互作用。在这种情况下,我们模拟湍流云在近径向的演变成等质量SMBH二进制,使用修改后的版本的SPH代码GADGET-3。我们提出了总共12个模拟,探索不同的可能的近心点距离和相对倾角,并表明,形成的circumbinary光盘和光盘周围的每个SMBH(“迷你光盘”)取决于这些参数。我们还研究了所形成的光盘的动力学,以及在不同的配置到SMBHs的进料速率的变化。
2015-10-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Formation of ultra-compact X-ray binaries through circum-binary disk-driven mass transfer
超致密X射线双星(UCXB)的形成还没有得到很好的理解。以前的工作表明,超短轨道周期($<1$小时)可以达到通过质量转移驱动的磁制动在正常的低/中质量X射线双星(L/IMXB)只有一个非常小的范围内的初始二元参数,这使得它很难占相当大的人口UCXB。本文报道了L/IMXBs中带环双星圆盘的传质过程的计算结果。我们表明,当轨道角动量损失由于一个circum-binary磁盘包括在内,超短轨道周期可以达到一个相对较宽的范围内的初始二进制参数。我们的二元模型的结果表明,UCXB的另一种形成渠道。
2009-03-26 astro-ph.HE
Dynamical Formation Scenarios for GW190521 and Prospects for Decihertz Gravitational-Wave Astronomy with GW190521-Like Binaries
对GW 190521的引力波探测为研究黑洞的质量分布提供了新的视角,也为天体物理形成通道提供了新的约束条件。与独立索赔的GW 190521有显着的合并前偏心率,我们调查这意味着GW 190521一样的二进制文件,动态形成。激光干涉仪空间天线(LISA)也将敏感GW 190521类双星,如果他们是圆形的从一个孤立的形成通道。然而,我们发现,GW 190521样的二进制文件,动态形式可能会跳过LISA带完全。为此,我们模拟GW 190521类似物,动态形成通过后牛顿二元单散射。从这些散射实验中,我们发现,GW 190521样的二进制可能进入LIGO室女座带的显着偏心率建议最近的研究,虽然远低于$e_{\rm 10Hz} \lesssim 0.7$的偏心率。偏心GW 190521类双星进一步激发天体物理学的情况下,一个分贝GW天文台,如更大规模的版本的中带原子引力波干涉传感器(MAGIS)。使用这种分赫兹GW探测器对GW 190521类双星进行合并前观测,将能够将GW 190521类双星的偏心率限制在比单独使用LIGO-Virgo更高的精度。这些偏心率的限制也将提供额外的见解,可能的环境,GW 190521类似的二进制文件的形式。
2021-03-16 astro-ph.HE gr-qc
Nature of donors in ultra-luminous X-ray binaries powered by neutron stars
在这项研究中,我们研究了最近发现的三个由旋转中子星驱动的超亮X射线源(ULX)的施主星的性质。为此,我们建立了一个适用于有中子星的超高速X射线的X射线光度($L_{\rm{X}}$)和轨道周期($P_{\rm{orb}}$)之间的理论关系。通过使用这个新的$L_{\rm{X}} - P_{\rm{orb}}$关系,我们试图确定目前未知的性质,施主星在ULX与中子星。特别是将观测到的性质与恒星演化轨迹相比较,我们认为NGC 5907 ULX-1系统中的施主星是一颗中等质量的恒星,具有$6 - 12 \rm{M}_{\odot}$,刚刚脱离主序星相。我们对另外两个ULX系统(M82 X-2和NGC 7793 P-13)的模型结果与以前的研究结果一致。虽然只有几个样品,但观察到的具有中子星的ULX系统似乎涉及相对大质量的供体。
2018-01-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Revealing the formation of stellar-mass black hole binaries: The need for deci-Hertz gravitational wave observatories
致密恒星质量双星的形成是天体物理学中一个困难但有趣的问题。有两个主要的形成渠道:在现场通过双星演化,或在致密的恒星系统通过动力学相互作用。激光干涉引力波天文台(LIGO)已经通过引力辐射探测到了黑洞双星(BHB)。这些检测为我们提供了有关系统物理参数的信息。有人声称,当激光干涉仪空间天线(LISA)运行时,与LIGO联合观察这些双星将使我们能够推导出导致它们形成的通道。然而,我们表明,在致密的恒星系统中的BHB动力学相互作用可能会导致高偏心率,使一小部分的相对论合并是听不见的LISA。LISA未检测到进入LIGO波段的BHB偏心率的下限约为$0.005$。另一方面,像DECIGO或天琴这样的分赫兹天文台将大大提高联合探测的机会,并揭示这些双星的形成通道。
2017-03-10 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Deep Chandra survey of the Small Magellanic Cloud. III. Formation efficiency of High-Mass X-ray binaries
为了研究小麦哲伦云低金属丰度环境下年轻吸积双星的形成效率,我们对小麦哲伦云中的大质量X射线双星进行了最全面的普查。我们总共使用了127个X射线源,在我们的\chandra X射线前瞻性计划(XVP)中进行了检测,并补充了14个额外的(可能和确认的)HMXB,这些HMXB由\cite{2016A&A...586A..81H}确定,属于XVP区域,但在我们的调查中未检测到(9个源)或与OGLE-III目录中至少有一个OB对应物的任何XVP源(5个源)匹配。具体地说,我们研究了HMXB的数量比[N(HMXB)]与OB星的数量{\it(a)}、局部恒星形成率(SFR){ \it(b)}和特定恒星形成爆发期间产生的恒星质量{ \it(c)}的关系,所有这些都是它们的母恒星星族年龄的函数。这些指标中的每一个都发挥着不同的作用,但在所有情况下,我们发现HMXB的形成效率都随着时间的变化(在恒星形成爆发之后)增加,直到$\sim$ 40--60\,Myr,然后逐渐下降。最大形成效率N(HMXB)/SFR为(49 $\pm$ 14)$[10^{-5}~{\rm M_{\odot}/yr}]^{-1}$,与以前估计的20- 60百万年$\sim$的平均形成效率一致。HMXB的频率比$\sim$ 10“,Myr高8倍$\times$,比$\sim$ 260”,Myr高4倍$\times$,即分别在较早和…
2019-01-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Formation of neutron stars via accretion-induced collapse and core-merger-induced collapse inside planetary nebulae from white dwarf binaries
Kyoto University(京都大学);Henan Academy of Sciences(河南省科学院);National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台)
研究行星状星云内氧氖镁白矮星双星通过吸积致坍缩和核心合并致坍缩形成中子星的两种新通道,并预测了中子星-白矮星双星系统的存在。
2026-05-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Evolving ONe WD+He WD systems to ultra-compact X-ray binaries
大质量白矮星的吸积诱导坍缩(AIC)是形成中子星(NS)双星必不可少的途径。虽然AIC事件的存在还没有直接的证据,但有几种NS系统被认为起源于AIC过程。代表性证据之一是在近轨道上探测到了具有超轻伴星(<=0.1 Msun)的强磁场和慢自旋NS。然而,以前的研究不能解释AIC事件的形成与这种低质量的同伴。在本工作中,我们演化出一系列ONe WD+He WD系统,形成AIC事件(称为He WD施主通道),当He WD重新填充Roche瓣时,NS双星表现为超紧凑X射线双星。我们发现ONe WD+He WD系统是AIC事件后新形成的NS+超轻伴星系统的可能通道。虽然有一些其他不一致的性质,检测到的伴星质量和轨道周期的4U 1626-67(一个新形成的NS双星与超轻的同伴)可以复制的HeWD供体通道。此外,结合以往的星震学结果,我们推测UCXB源(XTE J1751-305)可能来自He WD施主通道。
2023-03-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation of Mass-gap Black Holes from Neutron Star X-ray Binaries with Super-Eddington Accretion
电磁波和引力波的观测表明,质量为$\sim 2.5-5~{\rm M_\odot}$的致密天体非常稀少。这种所谓的“质量间隙”可能与产生中子星(NS)和黑洞(BH)的超新星爆炸机制有关。然而,一些质量隙致密天体的存在,其中一些已被证实是黑洞,对传统的黑洞形成理论提出了挑战。本文研究了X射线双星中黑洞吸积诱导坍缩(AIC)的可能形成通道。特别是,我们认为超爱丁顿吸积的NS的影响。最近对超亮X射线天体的观测表明,它们的视光度可能反映了吸积天体的真实吸积光度,甚至超过了爱丁顿极限的$\gtrsim 100$倍。因此,在中低质量X射线双星中,以超爱丁顿吸积速率吸积的NS可以快速生长成BH。基于超爱丁顿吸积盘模型,结合双星布居合成和详细的恒星演化计算,研究了中低质量X射线双星中NS的演化.研究表明,超爱丁顿吸积对NS的质量增长起着至关重要的作用,后代黑洞的最终质量与NS的磁场、施主星的金属丰度以及双星的分岔周期密切相关. NS的AIC可能解释了一些观察到的质量间隙BH,例如GRO J0422+32。我们还给出了类银河系中潜在质量隙黑洞的参数分布,并指出未来的天基引力波观测可能对AIC通道中质量隙黑洞的形成提供重要的检验或约束.
2022-05-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
X-ray emission from BH+O star binaries expected to descend from the observed galactic WR+O binaries
在银河系中,已知$\sim$ 18颗沃尔夫-拉叶+O(WR+O)双星,并估计了它们的恒星和轨道参数。虽然黑洞+O(BH+O)双星被认为是从前者演化而来的,但在银河系中只有一个这样的系统。为了解决这种差异,有人建议在核心坍缩时,WR星会受到巨大的撞击,使得大多数双星被破坏。我们重新评估这个问题,重点是在形成一个吸积盘风吸积BH的BH+O双星,这是关键,以确定这样的系统周围的不确定性。我们遵循以前的工作方法,并应用改进的分析标准风吸积BH周围的吸积盘的形成。然后,我们使用恒星模型来预测的BH+O双星的属性,预计下降从观察到的WR+O双星,如果WR星将形成BH没有出生踢。我们发现,盘的形成敏感地依赖于O星的风速,由风携带的特定角动量,由BH的角动量吸积的效率,和BH的自旋。我们表明,假设一个低的风速可能会导致预测,大多数的BH+O星双星将有一个延长的X射线明亮的周期。然而,当考虑O型星的典型风速时,情况并非如此。我们发现,BH的高自旋可以增加X射线活跃期的持续时间以及该阶段的X射线亮度,从而为检测具有高BH自旋参数的X射线中的高质量BH双星产生强偏差。我们的结论是,大BH形成踢不需要了解银河系中的X射线明亮的BH+O星的稀疏性。用不同的方法探测一群X射线无声的BH+O系统可以告诉我们关于BH反冲和高质量BH双星的高能量发射的条件。(节录)
2021-06-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation of Millisecond Pulsars with Low-Mass Helium White Dwarf Companions in Very Compact Binaries
毫秒双星(BMSP)被认为是从低质量X射线双星(LMXB)演化而来的。如果LMXB中的质量转移是由施主星的核演化驱动的,则最终的轨道周期与施主星的简并He核白矮星(WD)的质量有很好的相关性。在这里,我们表明,这种关系可以扩展到非常小的WD质量($\sim 0.14-0.17\,M_\odot$)和窄的轨道周期(约几个小时),主要取决于施主星的金属丰度。该关系也存在不连续性,这是由于当氢燃烧壳层穿过氢不连续性时施主的暂时收缩。BMSP与低质量的他WD同伴在非常紧凑的二进制可以占如果祖二进制经历了很晚的情况下A质量转移。PSR J1738+0333的WD伴星可能是由一颗Pop~II星演化而来。对于PSR J 0348 +0432,为了解释其在罗氏瓣解耦阶段的极端紧凑轨道,需要更低的金属丰度($Z=0.0001$)。
2014-07-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation of recollimation shocks in jets of high-mass X-ray binaries
本文研究了大质量X射线双星中喷流与星风相互作用时,平行化激波的形成条件。我们表明,存在一个临界射流功率,依赖于风速和速度和射流速度,在此之上,一个reclimationshock不会形成。当喷流功率低于临界值时,我们导出激波的位置。我们表明,表面冲击可能仍然存在以上的临界功率,但只占用一个小的体积的射流,并没有显着改变射流的开口角。我们通过3D数值模拟来测试这些预测,证实了临界功率的存在和值。我们将我们的结果应用到天鹅X-1和天鹅X-3。
2015-12-17 astro-ph.HE
Black Hole/Pulsar Binaries in the Galaxy
我们对银盘中含有一个黑洞(BH)和一个中子星(NS)的双星的形成进行了粒子数合成计算。在计算过程中,对一些重要的输入参数进行了修正,特别是对常见包络演化的处理。讨论了银河系恒星形成率和NS反冲速度分布对BH/NS双星诞生率($ \sim 0.6-13 \rm\, Myr^{-1}$)的影响。从入射BH/NS双星出发,通过模拟由引力波辐射引起的轨道演化和NS作为射电星的演化,得到了BH/NS脉冲星双星的轨道周期、偏心率和脉冲周期等可观测参数的分布。我们估计银盘中可能存在$\sim 3-80 $ BH/脉冲星双星,其中约10%的双星可以被500米口径球面射电望远镜探测到。
2018-04-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Low-Mass X-ray Binaries in Globular Clusters: Puzzles and Solutions
在稠密的恒星系统中,天体之间的动力学相互作用导致频繁形成奇异的恒星天体、不寻常的双星和更高多重性的系统。它们对于低质量X射线双星(LMXB)的形成尤其重要,LMXB的形成效率不仅比野外高100倍,而且对金属丰度有着令人困惑的依赖性。在这篇文章中,我们回顾了致密天体的形成和保留,动力学形成的机制和球状星团中的质量转移双星与中子星和黑洞的演化的细节-这两种致密天体有不同的有利路径,成为发光的X射线。我们描述了恒星演化如何影响表面上纯粹的动力学形成,产生所观察到的金属丰度依赖LMXB。我们还讨论了在我们的旅程中要解决的下一个难题,以了解LMXB和毫秒星系形成之间的联系。
2013-01-10 astro-ph.HE
Sample of optically unidentified X-ray binaries in the Galactic bulge. Constraints on the physical nature from infrared photometric surveys
我们使用UKIRT红外深空巡天(UKIDSS)、斯皮策银河遗产红外中面巡天(GLIMPSE)和宽视场红外巡天探测器(WISE)全天巡天的数据,对位于银河核球的7个持久性X射线源进行了近红外和中红外观测。我们能够成功识别或提供系统SAX J1747.0-2853、IGR J17464-2811、AX J1754.2-2754、IGR J17597-2201、IGR J18134-1636、IGR J18256-1035、Ser X-1的通量上限,并限制这些系统的性质。在IGR J17597-2201的情况下,我们提出的论点,源吸积物质从恒星风,而不是通过罗氏瓣溢出的次级。我们认为,在其X射线光度$10^{34-35}$ erg s $^{-1}$,我们正在探索鲜为人知的一类风馈低质量X射线双星(LMXB)。
2014-10-22 astro-ph.HE
The Galactic distribution of X-ray binaries and its implications for compact object formation and natal kicks
本工作的目的是研究黑洞(BH)和中子星(NS)形成的不同模型对包含这些物体的X射线双星(XRB)的银河系分布的印记。我们发现,BH和NS-XRB的银河系平面以上的高度的均方根是一个强大的代理区分不同的形成方案,和BH/NS形成后的二进制演化不会显着影响银河系分布的二进制。我们发现,一个人口模型,其中至少有一些BH接收(相对)高的出生踢最适合观察到的BH-XRB。对于NS的情况下,我们发现,一个高NK分布,来自脉冲星自行的测量一致,是最可取的。我们还分析了简单的方法,我们以前使用的估计最小的特殊速度的个人BH-XRB在出生。我们发现,这种方法可能是不太可靠的,在银河系的隆起的某些模型的银河系的潜力,但我们的估计是最好的BH-XRB。
2017-01-05 astro-ph.HE
Constraining the formation of black-holes in short-period Black-Hole Low-Mass X-ray Binaries
恒星质量的黑洞的形成仍然非常不确定。两个主要的不确定性是超新星事件中喷射出的质量的数量(如果有的话)和黑洞在出生时接受的出生踢的大小(如果有的话)。Repetto等人(2012年)研究了银河系中含有黑洞的X射线双星的位置,发现了黑洞在出生时接受高出生踢的证据。在本文中,我们扩展了这项研究,同时考虑到以前的二元演化的来源。我们使用的七个短周期黑洞X射线双星是由一颗低质量恒星组成的紧凑型双星,它们以小于$1$天的周期围绕黑洞运行。我们追溯他们的二进制演化的时间,从目前观察到的质量转移状态,到黑洞形成的那一刻,我们添加额外的信息的运动学的二进制。我们发现,几个系统可以解释没有出生踢,只是质量喷射,而两个系统(可能更多)高踢是必需的。因此,除非后者有另一种形成方式,例如在球状星团内,否则我们可以得出结论,至少有一些黑洞会得到很高的推力。这挑战了黑洞反冲将从中子星反冲按比例缩小的标准图片。此外,我们发现,五个系统可能已经形成了一个非零的出生踢,但零质量喷射(即没有超新星)在形成,如中微子驱动的出生踢预测。
2015-07-29 astro-ph.HE
Formation of Merging Stellar-Mass Black Hole Binaries by Gravitational Wave Emission in Active Galactic Nucleus Disks
该研究解析分析了活动星系核盘中恒星质量黑洞经引力波辐射形成并合双星的过程,发现多数双星在LVK频段内呈高度偏心并可被探测,且偏心率受速度、距离和频段影响。
2024-03-14 astro-ph.HE gr-qc
An INTEGRAL view of High Mass X-ray Binaries : their nature, formation and evolution
本文描述了超巨星高质量X射线双星(HMXB)的性质、形成和演化。现在有许多新的观测,从高能方面(主要来自INTEGRAL卫星),辅之以多波长观测(主要是欧洲南方天文台设施的光学、近红外和中红外),表明最近发现了一个新的超巨星HMXB群。我们在这里报告有关不同类别的HMXB的观测事实,允许建立一个一致的情况下解释这些来源的各种特征,在这些来源的吸积模型的基础上(例如,瞬态吸积盘与cluerous风)。我们还提到了新的观测表明存在的进化联系之间的恒星风吸积超巨星X射线双星。
2013-02-18 astro-ph.HE
The Formation and Gravitational-Wave Detection of Massive Stellar Black-Hole Binaries
如果由两个100兆太阳质量的黑洞组成的双星存在,它们将成为非常强大的引力波,用先进的LIGO/Virgo地面探测器可以探测到z=2的红移。关于大质量恒星演化的巨大不确定性排除了对这些大质量黑洞合并速率的确定性预测。我们表明,高达每年数百个检测率,或低至没有检测任何,都是可能的。人们认为产生这些大质量双星的唯一方法是通过致密恒星系统中的动力学相互作用。最近在大麦云的R136区域发现了几颗质量超过150 Msun的恒星,这一观点受到了挑战。目前的模型预测,当这种质量的恒星离开主序星时,它们的膨胀不足以让共同的包络演化有效地减少轨道分离。由此产生的黑洞-黑洞双星仍然太宽,无法在哈勃时间内合并。如果这个评估是正确的,孤立的超大质量双星就不会演化成引力波。然而,存在其他形成渠道。例如,大质量恒星的高度多样性,以及它们在相对密集的恒星协会中的常见形成,为大质量黑洞合并开辟了动力学通道(例如,通过Kozai循环或重复的二元-单一相互作用)。我们确定的关键物理因素,形状人口非常大的黑洞-黑洞二进制文件。先进的引力波探测器将对超大质量恒星的形成和演化提供重要的限制。
2014-05-27 astro-ph.HE
On the nature of the "radio quiet" black hole binaries
吸积黑洞双星的吸积/抛射耦合关系可用X射线/射电光度和X射线/光红外光度之间的经验关系来描述。这些相关性最初被认为是普遍的。然而,最近发现许多来源产生的喷流,考虑到某些吸积动力的光度,比相关性预期的要暗。这表明,具有类似吸积流的黑洞可以产生功率范围很广的外流。在这里,我们讨论是否典型的参数的二元系统,以及属性的爆发,产生任何影响的能量输出的射流。我们还定义了一个喷气玩具模型,其中的体积洛伦兹因子变得大于~1以上~0.1%的爱丁顿光度。最后,我们比较了“无线电宁静”黑洞与中子星。
2010-11-17 astro-ph.HE
Post-Newtonian Dynamics in Dense Star Clusters: Formation, Masses, and Merger Rates of Highly-Eccentric Black Hole Binaries
使用国家的最先进的球状星团的动力学模拟,包括辐射反应在黑洞遇到和团簇形成的宇宙学模型,我们创建一个现实的人口动态形成的二元黑洞合并跨越宇宙空间和时间。我们发现,在本地宇宙中,这些双星的10%的形式作为在混沌共振遇到的结果之间的引力波发射的未绑定的黑洞,这些事件中大约有一半的偏心率检测到目前的地面引力波探测器。发生在星系团内部的合并通常比许多Gyrs前从星系团中喷出的双星质量要小。从球状星团捕获的引力波对本宇宙双星合并速率的贡献为1-2 Gpc^-3 yr^-1,在z~3处增加到~10 Gpc^-3 yr^-1。最后,我们讨论了一些技术上的困难与后牛顿散射遇到,以及如何小心必须采取测量的二进制参数在动态捕获。
2018-11-15 astro-ph.HE
The Formation of Eccentric Compact Binary Inspirals and the Role of Gravitational Wave Emission in Binary-Single Stellar Encounters
离心双星的螺旋和合并导致引力波形不同于那些产生的圆形合并双星。动态环境可以组装具有高偏心率和{ \it LIGO}波段内的峰值频率的双星。在本文中,我们研究了发生在稠密恒星系统中的双星-单星散射,它是偏心螺旋双星的一个来源。在致密双星和单个物体之间的许多相互作用的特征是混沌共振,其中双星-单个系统在达到最终状态之前经历许多交换。在这些混沌共振期间,一对物体经历非常接近的通道的概率不可忽略。在这些近距离的通道中,引力波(GW)辐射会将大量的轨道能量和角动量从系统中带走,在某些情况下,这意味着一个比束缚的第三体的轨道周期更短的螺旋时间。我们通过分析论证和包括GW损失在内的数值散射实验,推导出了这种动态螺旋结果的截面。我们发现,动态吸气的横截面的增长与增加目标二进制半长轴,$a$,并为等质量的二进制它的规模为$a^{2/7}$。因此,我们预计,广泛的目标双星主要有助于生产这些相对论性的结果。我们估计,偏心inspirals约占百分之一的动态组装非偏心合并二进制文件。虽然这些事件是罕见的,我们表明,二进制单散射是一个更有效的形成渠道比单单捕获生产偏心吸气二进制,即使是适度的二进制分数。
2013-08-13 astro-ph.HE
Formation of primordial black hole binaries and their merger rates
本研究综述原初黑洞双星形成及并合率理论,重点分析宇宙早期形成的高偏心率双星与其他原初黑洞的相互作用对并合率的抑制效应,及该作用催生的硬双星族群在不同原初黑洞丰度下对并合率的贡献。
2024-09-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Magnetically Arrested Disks in Quiescent Black-Hole Binaries: Formation Scenario, Observable Signatures, and Potential PeVatrons
我们建议磁制动盘(MAD)在静止的黑洞(BH)作为起源的多波长发射的双星,并认为这类源可以支配周围的膝盖宇宙射线谱。银河系BH双星在静止状态下的X射线光度远低于爱丁顿光度,因此,在内部区域形成了辐射效率低下的吸积流(RIAF)。RIAF中的强热压力和湍流压力产生外流,这可以产生大规模的极向磁场。这些场被快速入流运动带到BH附近,形成MAD。在MAD内部,非热质子和电子被磁重联自然加速,或者被湍流随机加速。热电子和非热电子通过同步辐射发射宽带光子,这与静态BH X射线双星的光学和X射线数据基本一致。此外,质子被加速到PeV能量,并从这些MAD中扩散逃逸,这可以解释膝盖能量附近的宇宙射线强度。
2021-05-10 astro-ph.HE
Dynamical Friction Models for Black-Hole Binary Formation in AGN Disks
本文通过N体模拟研究AGN气体盘中动力学摩擦对恒星级黑洞双星形成的影响,发现有效摩擦时标满足一定条件时可促进双星形成,且顺行与逆行双星分别由强弱摩擦主导,并给出了形成率随摩擦强度的变化。
2024-01-13 astro-ph.HE
Asymmetrical mass ejection from proto-white dwarfs and the formation of eccentric millisecond pulsar binaries
毫秒双星(MSP)被认为是低质量X射线双星(LMXB)的后代,后者经历了大量的质量转移和潮汐循环。因此,它们应该有非常圆的轨道。然而,几个偏心二进制MSP(偏心$e\sim 0.01-0.1$)的发现挑战了这一标准的图片。迄今为止,基于吸积引起的大质量白矮星坍缩、中子星-奇异星跃迁和环双星盘的形成,已经提出了三种模型。所有这些都受到各种不确定性的影响,并不完全符合观测结果。在这里,我们提出了一个替代模型,考虑到热核闪光对原WD的影响。我们假设,闪光导致不对称的质量喷射,这赋予了一个温和的踢上的原始WD。通过模拟具有多个壳闪光的二进制MSP的轨道变化,我们表明,它是可以重现所观察到的偏心率,只要反冲速度是几公里左右$^{-1}$。
2021-01-29 astro-ph.HE
Formation and Evolution of Primordial Black Hole Binaries in the Early Universe
由于早期宇宙中形成的原初黑洞双星的合并速率很大,质量范围为$0.1 - 10^3 M_\odot$的原初黑洞的丰度可以通过引力波观测来检验。为了把后者的估计更坚实的基础上,我们首先推导出分析PBH合并率一般PBH质量函数,同时施加一个最小的初始共动距离之间的二进制和PBH最接近的,为了挑选只有初始配置的二进制不会被打乱。然后,我们研究的PBH二进制文件的形成和演变前重组进行N体模拟。我们发现,潮汐扰动2体系统的基础上的分析估计强烈高估了目前的合并率时,PBH包括所有的暗物质,因为大多数初始的双星被周围的PBH破坏。这主要是由于在物质辐射相等时形成了紧凑的N体系统。然而,如果PBH只占暗物质$f_{\rm PBH} \lesssim 10\%$的一小部分,这些估计就变得更加可靠。在这种情况下,LIGO观测到的合并率对质量范围为$2 - 160 M_\odot$的PBH丰度施加了最强的约束。最后,我们认为,即使大多数初始PBH双星受到扰动,在早期宇宙中形成的双星的当前BH-BH合并速率也大于$\mathcal{O}(10)\,{\rm Gpc}^{-3} {\rm yr}^{-1}\, f_{\rm PBH}^3$
2019-02-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Accretion-induced Collapse from Magnetic White Dwarf Binaries and Formation of Binary Millisecond Pulsars: Redbacks and Black Widows
红背(RB)和黑寡妇(BW)是两种特殊的食毫秒级(MSP)。由氧/氖/镁组成的白矮星到中子星的吸积诱导坍缩(AIC)被认为是这两类MSP的可能形成途径之一。然而,用传统的AIC方案很难产生所有已知的MSP。利用MESA恒星演化程序,在磁约束模型下研究了磁化白矮星双星在AIC前的详细演化过程,其中白矮星的高磁场强度可以将吸积物质约束在极盖中。我们发现,在我们的模型中的初始施主质量和轨道周期可以低于以前的传统AIC模型。我们还提出了后AIC的演化模型,形成RB和BW与和没有自旋下的亮度蒸发的MSP。在磁约束模型和蒸发风(从施主星表面相应的角动量损失)下,所有已知的RB的伴星质量和轨道周期都可以被覆盖,并且一些双星可以演变成BW。
2019-09-12 astro-ph.HE
Illuminating Black Hole Binary Formation Channels with Spins in Advanced LIGO
最近发现的双星黑洞合并GW 150914和GW 151226开创了引力波天文学领域。对于这些来源提出的两个主要形成通道,即银河场中的孤立双星演化和致密星团中的动力学形成,预测的质量和合并率显着重叠,使任何仅依赖测量质量的天体物理学主张变得复杂。在这里,我们研究的分布自旋轨道失调预计从外地和密集的星团的双星。在黑洞出生踢的标准假设下,我们发现,类似于GW150914的黑洞双星可以形成显着的自旋轨道错位,只有通过动力学过程。特别是,这些重黑洞双星只能形成一个显着的自旋轨道反对齐的动力学通道。我们的研究结果表明,未来的检测合并黑洞二进制可测量的自旋将使我们能够确定这些系统的主要形成渠道。
2016-11-02 astro-ph.HE
eLISA eccentricity measurements as tracers of binary black hole formation
在未来十年内,多达数百个可由eLISA单独分辨的黑洞双星将在Advanced LIGO/Virgo波段合并,从而实现多波段引力波观测。在稠密星团中通过动力学相互作用形成的双星预计在eLISA最敏感的频率$f_0=10^{-2}$ Hz处具有偏心率$e_0\sim 10^{-3}$ - $10^{-1}$,而在该领域中形成的双星在两个频带中的偏心率应该可以忽略不计。我们估计,eLISA应该总是能够检测到一个非零的$e_0$时,$e_0\gtrsim 10^{-2}$ ;如果$e_0\sim 10^{-3}$,eLISA应该检测到非零偏心率的一部分$\sim 90\%$($\sim 25\%$)的二进制时,观察时间分别为$T_{\rm obs}=5$($2$)年。因此,eLISA观测BH双星有可能区分领域和集群形成的情况。
2016-08-19 astro-ph.HE gr-qc
Constraining Compact Object Formation with 2M0521
我们发现,最近发现的二进制2 M05215658 +4359220(2 M0521),由一个巨大的恒星(GS)在一个约80天的轨道上绕着一个可疑的黑洞(BH),可能有助于揭示不确定的BH形成物理,可以是一个测试案例,研究风吸积模型。使用二进制人口合成与现实处方的恒星形成历史和银河系的金属丰度演化,我们分析了二进制的演化包含紧凑的对象(CO)在轨道周围的GS与属性类似的2 M0521。我们在银河系中发现了大约100-1000个由盖亚观测到的CO-GS双星,在银河系中发现了0-12个BH-GS和0-1个中子星-GS双星,它们的性质与2 M0521相似。我们发现,所有的CO-GS与Porb<5年,包括2 M0521,通过一个共同的信封(CE),因此形成了一类更高的质量类似物的白矮星后CE双星。我们进一步展示了2 M0521类双星的组件质量如何强烈依赖于我们采用的超新星引擎模型。因此,对2 M0521轨道的改进测量,即将与盖亚的第三次数据发布,将强烈限制其组件质量,并因此告知广泛用于双星群体合成研究的超新星发动机模型。这些结果对CO双星的起源和性质具有广泛的影响,特别是那些可被LIGO和LISA探测到的。最后,我们表明,2 M0521的X射线探测不到的报告是风吸积理论的一个挑战,使2 M0521的CO-GS二进制与吸积模型的进一步研究的主要目标。
2019-05-24 astro-ph.HE