VFTS 102的预计旋转速度为500 km s $>$,是旋转最快的O型星。我们发现,它的高转速可以理解的框架内的二元合并。在双星合并通道中,VFTS 102的前身双星会在主序星上的两个组成部分仍然存在的情况下演化为接触,然后合并成一颗快速旋转的单星。利用Eggleton的恒星演化程序,我们计算了VFTS 102的双星演化,并在轨道周期-质量比($P-q$)平面上绘制出了它的初始参数。我们发现初始质量比为$q_0 \la 0.7$的VFTS 102的前身双星的初始轨道周期应短于$3.76-4.25$ \,天,而高于此质量比时,其初始轨道周期应短于$1.44-1.55$ \,天。VFTS 102的前身会在快速质量转移阶段或随后的缓慢质量转移阶段演化成接触,并可能最终合并成一颗快速旋转的大质量恒星。此外,我们进行了蒙特卡罗模拟调查的二进制合并通道。我们估计了合并成单星的双星的比例,以及可能从双星合并通道中产生的单星的比例。结果表明,约8.7%的双星会演化为接触并合并成快速旋转的单星,约17.1%的单星可能产生于双星合并通道,并具有与VFTS 102相似的性质。这表明双星合并通道可能是形成VFTS 102这样快速旋转大质量恒星的主要通道之一。
英文摘要:
VFTS102 has a projected rotational velocity ($>$500\,km s$^{-1}$) and would appear to be the fastest rotating O-type star. We show that its high rotational velocity could be understood within the framework of the binary merger. In the binary merger channel, the progenitor binary of VFTS102 would evolve into contact while two components are still on the main sequence, and then merge into a rapidly rotating single star. Employing Eggleton's stellar evolution code, we performed binary stellar evolution calculations and mapped out the initial parameters of the progenitor of VFTS102 in the orbital period-mass ratio ($P-q$) plane. We found that the progenitor binary of VFTS102 with initial mass ratio $q_0 \la 0.7$ should have an initial orbital period shorter than $3.76-4.25$\,days, while above this mass ratio it should have an initial orbital period shorter than $1.44-1.55$\,days. The progenitor of VFTS102 would evolve into contact during the rapid mass transfer phase or during the subsequent slow mass transfer phase, and might ultimately merge into a rapidly rotating massive star. In addition, we performed Monte Carlo simulations to investigate the binary merger channel. We estimated the fraction of binaries that would merge into single stars and the fraction of single stars that might be produced from the binary merger channel. It is found that about 8.7% of binaries would evolve into contact and merge into rapidly rotating single stars, and about 17.1% of single stars might be produced from the binary merger channel and should have similar properties to VFTS102. This suggests that the binary merger channel might be one of the main channels for the formation of rapidly rotating massive stars like VFTS102.
Violent mergers can explain the inflated state of some of the fastest stars in the Galaxy
Universität Potsdam(波茨坦大学);Max Planck Institut für Astrophysik(马克斯·普朗克天体物理学研究所);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Lawrence Livermore National Laboratory(劳伦斯利弗莫尔国家实验室);Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian(哈佛-史密森尼天体物理中心)
Violent mergers revisited: The origin of the fastest stars in the Galaxy
Max-Planck-Institut für Astrophysik(马克斯·普朗克天体物理学研究所);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Universität Potsdam(波茨坦大学);Trinity College Dublin(都柏林圣三一学院);Lawrence Livermore National Laboratory(劳伦斯利弗莫尔国家实验室);Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian(哈佛与史密森尼天体物理中心);Queen’s University Belfast(贝尔法斯特女王大学);Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg(海德堡大学天文中心);Heidelberger Institut für Theoretische Studien(海德堡理论研究所)
Progenitor Model of SN 1987A Based on the Slow Merger Scenario
即使经过30年的精心研究,我们仍然不知道SN 1987 A的祖先是如何进化的。为了解释不寻常的红蓝演化,以前的研究表明,在红巨星阶段,要么表面氦丰度的增加,要么包络质量是必要的。通常认为He的增强是由旋转混合引起的,而质量的增加是由二元合并引起的。因此,我们已经彻底调查了这些情况。所得到的结果是,旋转的单星模型不满足所有的观测约束,并单独的信封质量的增强并不能解释观测。在这里,我们考虑一个缓慢的合并的情况下,他的丰度和信封质量增强预计会发生。我们确实表明,大多数观测的限制,如红到蓝的演变,寿命,总质量,在HR图中的位置在崩溃,和化学异常是很好地再现的合并模型的14和9 M $_{\odot}$星。我们还讨论了合并方案中增加的信封自旋的影响。
The quest for blue supergiants: binary merger models for the evolution of the progenitor of SN 1987A
我们提出了一个详细的,系统的恒星演化研究的二进制合并的蓝超巨星(BSG)的祖先II型超新星的结果。特别是,这些是第一个演化模型,可以同时再现SN 1987 A的祖先$\text{Sk}-69\,^{\circ}202$的几乎所有观测方面,例如它在HR图中的位置,三环星云中氦和氮的富集,以及它爆炸前的寿命。基于Podsiadlowski 1992 et al.和Podsiadlowski 2007 et al.提出的合并模型,由一颗主序星组成,在合并结束时,它完全溶解在主红超巨星的共同外壳中。我们经验性地探索大的初始参数空间,例如原发性质量($15\,\text{M}_{\odot}$、$16\,\text{M}_{\odot}$和$17\,\text{M}_{\odot}$)、继发性质量($2\,\text{M}_{\odot}$、$3\,\text{M}_{\odot}$、. $8\,\text{M}_{\odot}$)和不同的深度,在合并过程中,次级穿透初级的He核心。合并的恒星的演化一直持续到铁芯崩溃之前,并计算了84个超新星前模型($16\,\text{M}_{\odot}-23\,\mathrm{M}_{\odot}$)的表面性质。在所研究的参数空间内,大多数前超新星模型是紧凑的,热的BSG,有效温度$>12\,\text{kK}$和半径$30\,\text{R}_{\o…
Regression on Regression: Mapping Data-Driven Binary Black Hole Merger Rate Fits to Progenitor Histories
Canadian Institute for Theoretical Astrophysics(加拿大理论天体物理研究所);University of Toronto(多伦多大学);David A. Dunlap Department of Astronomy and Astrophysics, University of Toronto(多伦多大学戴维·邓普天文学与天体物理学系)
Reproducing the observed abundances in RCB and HdC stars with post-double degenerate merger models - constraints on merger and post-merger simulations and physics processes
The double white dwarf merger model for the progenitors of SN 2021yfj-like events
Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences (CAS)(中国科学院云南天文台);National Astronomical Observatory of Japan, National Institutes of Natural Sciences(日本国立天文台,国立自然科学研究院);Graduate Institute for Advanced Studies, SOKENDAI(综合研究大学院大学);School of Physics and Astronomy, Monash University(蒙纳士大学物理与天文学院)
Deep MUSE observations of SNR 0509-67.5 reveal a double degenerate merger progenitor
The University of New South Wales(新南威尔士大学);Australian National University(澳大利亚国立大学);The University of Manitoba(曼尼托巴大学);RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS)(理化学研究所跨学科理论及数学科学中心 (iTHEMS));Max-Planck-Institut für Astrophysik(马克斯·普朗克天体物理学研究所);Heidelberger Institut für Theoretische Studien(海德堡理论研究所);Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Institut für Theoretische Astrophysik(海德堡大学天文中心,理论天体物理研究所)
The progenitors of compact-object binaries: impact of metallicity, common envelope and natal kicks
LIGO-Virgo合作(LVC)已经报道了六个引力波事件,其中五个与黑洞双星(BHB)合并有关,一个与双中子星(DNS)合并有关,而黑洞-中子星(BHNS)双星的合并仍然缺失。我们调查的祖先的双重紧凑的对象二进制与我们的人口合成代码MOBSE。MOBSE包括恒星风造成的质量损失的高级处方(取决于金属丰度和爱丁顿比),以及核心坍缩、电子俘获和(脉动)对不稳定超新星的形式主义。我们研究了祖先的金属丰度,共同包络参数$α$和出生踢的DNSs,BHNSs和BHBs的属性的影响。我们发现,中子星(NS)的质量范围从1.1到2.0 M $_\odot$,与轻NS的偏好,而在合并BHNS NS的NS大多有大的质量($1.3-2.0$ M $_\odot$)。合并BHN中的BH优先为低质量($5-15$ M $_\odot$)。合并BHB中的BH质量强烈依赖于祖细胞的金属性,并且从$\sim{}5$跨越到$\sim{}45$ M $_\odot$。从我们的模拟中得出的BHNS和BHB的本地合并率密度与LVC在我们所有的模拟中报告的值是一致的。与此相反,本地合并率密度的DNS匹配的值推断出的LVC只有当低出生踢假定。这一结果为本征踢和DNS形成的复杂谜题增添了另一个部分。
Double White Dwarf Mergers as Progenitors of Long-Period Transients
Instituto Tecnológico de Aeronáutica(巴西航空研究院);University of Wisconsin-Milwaukee(威斯康星大学密尔沃基分校);Universidade Federal do Espírito Santo(圣埃斯皮里图联邦大学);Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais(国家空间研究所);Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas(巴西物理研究中心);ICRANet(国际相对论天体物理中心网络);Universidade Federal do Cariri(卡鲁里联邦大学);ICRA(国际相对论天体物理中心);INAF(意大利国家天体物理研究所);Universidade de São Paulo(圣保罗大学);San Diego State University(圣地亚哥州立大学)