Tidal Novae in Compact Binary White Dwarfs
致密的双白矮星（WD）由于引力辐射而经历轨道衰变，在合并之前会经历显著的潮汐加热。在这些WDs中，占主导地位的潮汐效应涉及激发外向重力波在内部恒星信封和这些波的耗散在外部信封。随着双星轨道的衰减，WD从外到内同步（首先是包络同步，然后是核心同步）。我们研究潮汐热的沉积在信封的碳-氧WD和研究如何影响这种潮汐加热的结构和演化的WD。我们表明，显着的潮汐加热可以发生在恒星的退化氢层。这一层升温的速度比冷却的速度快，从而引发失控的核聚变。这种“潮汐新星”可能出现在所有包含CO WD的WD双星中，轨道周期在5分钟到20分钟之间，并且在最终合并之前10^5-10^6年。
2012-09-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Evolution of massive stellar triples and implications for compact object binary formation
大多数背洞和中子星的祖星都是在三重或更高多重数的系统中发现的。在这里，我们提出了一个新的三重恒星演化代码，${\tt TSE}$，它同时考虑到恒星的物理和它们的引力相互作用。${\tt TSE}$用于模拟银河系中大质量恒星三元组从零年龄主序到形成致密天体的演化过程。为此，我们实施的初始条件，将观测到的早期型恒星的轨道参数之间的高相关性。我们发现，与第三同伴的相互作用可以显着影响内部二进制的演变。第三体动力学效应可以引起高偏心率，导致洛希瓣溢出，甚至导致初始双星分离$~10^3$ - $10^5\,\rm R_\odot$的恒星合并。在系统的$\sim5\,\%$中，第三伴星本身充满了它的罗氏瓣，而所有系统的$\sim 10\,\%$则变得动态不稳定。我们发现，系统之间的$0.3\%$和$5\%$形成一个稳定的三元组与内部紧凑的对象二进制，其中的确切分数取决于金属丰度和出生踢处方。这些三元组中的绝大多数是有黑洞伴星的二元黑洞。我们在任何幸存的三元组中都没有发现中子星双星，除非假定没有出生踢。在我们的模型中形成的所有黑洞双星中，大约有一半是三重黑洞，其中大多数第三重黑洞能够干扰它们的长期演化。我们的研究结果表明，三重相互作用的关键是充分了解大质量恒星的演化和紧凑的对象二进制的形成。
2022-10-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Exploring the Lower Mass Gap and Unequal Mass Regime in Compact Binary Evolution
2019年8月14日，LIGO和Virgo探测器观测到了GW190814，这是一个引力波信号，来自$\simeq 23 M_\odot$黑洞与$\simeq 2.6 M_\odot$致密物体的合并。GW190814的致密双星源是非典型的，它的质量高度不对称，并且在致密双星中位于已知最重的中子星和已知最轻的黑洞之间的质量较低。如果是通过孤立的双星进化形成的，次级星系的质量就是它出生时的质量。我们研究形成这样的系统，通过孤立的二进制演化在一套假设封装许多物理不确定性的双星演化。我们更新了如何实现质量损失的中子化过程中的原紧凑对象的崩溃，以消除人为的差距，在质量谱之间的过渡中子星和黑洞。我们发现，人口建模具有挑战性，以匹配GW190814类系统的经验率，同时与引力波观测推断的其他紧凑的二进制人口的比率是一致的。尽管如此，以任何可测量的速率形成类似GW 190814的系统需要一个超新星引擎模型，该模型作用于更长的时间尺度，使得原始致密物体可以在爆炸前立即经历大量的吸积，这暗示如果GW 190814是双星演化的结果，那么中子星和黑洞之间的质量差距可能更窄或不存在。
2020-08-06 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
The Evolution of Compact Binary Star Systems
本文综述了由白矮星、中子星和黑洞组成的致密双星的形成和演化。紧凑双星的合并被认为是未来引力波天文学最重要的来源。在第一部分中，我们讨论了具有NS和/或黑色成分的密近双星的观测表现及其合并率，这是双星系统中致密星形成和演化的关键点，包括NS和BH在大质量恒星的核心坍缩和双星演化的共同包络阶段获得的出生踢的处理，它们与NS-NS、NS-BH和BH-BH双星的合并速率最相关。评论的第二部分主要致力于双WD的形成和演化及其观测表现，包括它们作为宇宙学上重要的热核SN Ia的祖先的作用。我们还认为AM CVn星被认为是未来低频GW空间干涉仪的最佳验证二进制GW源。
2014-03-21 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Modeling the outcome of supernova explosions in binary population synthesis using the stellar compactness
在它们的核心坍缩之后，居住在我们宇宙中的一些大质量双星预计将形成由黑洞和中子星组成的合并双星。对由此产生的致密双星的引力波观测可以揭示超新星机制的内部运作和致密天体的后续形成的宝贵细节。在人口合成代码MOBSE的框架内，我们提出了一个新的超新星模型，依赖于塌缩恒星的紧凑性的实现。该模型有两个自由参数，即分离黑洞和中子星形成的致密性阈值，以及落回新形成的黑洞的包层分数。我们广泛地比较这个模型对其他处方，通常用于二进制人口合成。我们发现，超新星爆发前恒星致密性作用的最清晰的特征是：（i）不同类型致密双星的相对形成速率，这主要取决于致密性阈值参数;（ii）最轻黑洞和最重中子星之间质量隙上边缘的位置，这主要取决于回落分数.
2021-09-16 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Distinguishing types of compact-object binaries using the gravitational-wave signatures of their mergers
我们分析了合并的二进制中子星，中子星黑洞双星，和二进制黑洞，其引力波签名的人口的可测量性预计将被观察到的先进网络的地面干涉仪LIGO和处女座。我们认为人口合成预测合理合并二进制分布在质量空间，随着测量精度估计的主要引力波参数估计管道。我们发现，对于我们的模型致密天体双星质量分布，我们总是可以区分二进制中子星和黑洞-中子星双星，但不一定是黑洞-中子星双星和二进制黑洞;然而，几十个检测，我们可以准确地识别三个子群，并测量各自的速率。
2015-05-04 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Ultra-compact binary pulsars as continuous dual-line gravitational wave sources
毫秒双星（MSP）是由一颗MSP和一颗He白矮星组成的分离双星系统。如果双星的初始轨道周期小于0.3天，由于引力波（GW）辐射的快速收缩，它们将向超紧凑双星演化。在轨道衰变过程中，具有椭圆率的MSP会受到GW辐射和磁偶极辐射的影响而自旋下降。计算结果表明，当中子星的椭圆率在$(1-50)\times 10^{-7}$范围内时，角动量损失主要由GW辐射决定;当双星可以作为低频GW源时，来自旋转中子星的高频GW信号的频率为$10-100$ Hz。这些高频GW信号可以被aLIGO和第三代GW探测器（例如爱因斯坦望远镜）探测到，具体取决于频率和距离。因此，一些超紧凑的双星有机会成为有趣的双线GW源。通过检测低频GW信号，可以准确地导出NS质量。两个频带GW信号的双线检测可以提供对NS的转动惯量和椭圆度的约束。因此，双线GW源可以潜在地应用于约束NS的状态方程。
2021-04-13 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Estimating detection rates of compact binary inspirals for networks of ground-based gravitational-wave detectors
在最近的一篇论文中，Schutz提出了一种解析近似，用于简化偏振角的处理，并方便地评估各种地基干涉仪网络的紧凑型二元螺旋的相对检测率。通过严格处理极化角，导出了相对事件率，并定量检验了Schutz近似的有效性。的近似的相关误差严格示出为小于1.02\%，无论检测器网络的细节。
2014-06-17 astro-ph.CO astro-ph.SR
Surrogate forward models for population inference on compact binary mergers
本文提出利用人工神经网络构建双星总体合成模型的快速代理模型，基于致密双星并合观测推断恒星演化参数，并测量描述恒星形成率和金属丰度分布的宇宙学参数。
2023-04-23 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Evolution of Binary Stars in Multiple-Population Globular Clusters - II. Compact Binaries
本文介绍了一系列N体模拟的结果，旨在探索多星群球状星团中致密双星的演化，结果表明，由于第一代（FG）和第二代（SG）星群结构性质的初始差异以及动力学过程对双星的影响，SG双星的分数比FG星群的分数下降得更快。FG和SG的二进制分数之间的差异是定性相似，但定量小于我们以前的调查中发现的更广泛的binaries。的演化的径向变化的二进制分数是由二进制之间的相互作用隔离，电离和喷射。电离和喷射抵消了部分质量偏析的影响，但对于紧凑的双星的偏析的影响占主导地位，并在集群的演化过程中增加的内部的二进制部分。我们探索FG和SG的二进制分数之间的差异与距离的集群中心和它的依赖于二进制结合能和集群结构参数的变化。在我们的模拟中发现的FG和SG群体中的二进制分数之间的差异与观察性研究的结果一致，发现SG群体中的二进制分数较小。
2016-04-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
Modelling the host galaxies of binary compact object mergers with observational scaling relations
致密双星的合并率、密度演化及其宿主星系的性质为理解引力波的来源提供了重要的信息。在这里，我们提出了galaxyRate，一个新的代码，估计合并率密度的二进制紧凑的对象和它们的宿主星系的属性，基于观测的标度关系。我们根据星系恒星质量函数生成我们的合成星系。我们根据质量-金属丰度关系（MZR）和基本金属丰度关系（FMR）估计金属丰度。此外，我们考虑到星系合并和星系的性质的演变，从形成的合并的二进制紧凑的对象。我们发现，合并率密度的变化显着依赖于恒星形成星系的主序星的选择，特别是在双黑洞（BBHs）和黑洞中子星系统（BHNS）的情况下。如果我们假设MZR相对于FMR，BBH和BHNS的合并率密度的斜率更陡，因为后者预测金属丰度随红移的降低更浅。相比之下，双星中子星（BNS）只受到星系主序和金属丰度关系的轻微影响。总的来说，BBH和BHNS倾向于在低质量的贫金属星系中形成，并在高质量的富金属星系中合并，而BNS则在大质量星系中形成和合并。我们预测，被动星系的主机至少约5- 10%，约15- 25%，约15-35%的所有BNS，BHNS和BBH合并在本地宇宙。
2022-09-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Mass and star formation rate of the host galaxies of compact binary mergers across cosmic time
我们调查的紧凑的双合并跨宇宙时间的宿主星系的属性，人口合成模拟结合从EAGLE套件的星系星表。我们分析了从红移0到红移6的中子星双星、黑洞-中子星双星和黑洞双星的合并率。在这里考虑的任何红移下，每个星系的双星合并率与宿主星系的恒星质量密切相关。BNS的这种相关性明显比BHNS和BBH的相关性更陡。此外，我们发现每个星系的合并率也依赖于宿主星系的恒星形成率和金属丰度。我们推导出一个稳健的拟合公式，该公式将每个星系的合并率与星系的恒星形成率、恒星质量和金属丰度在不同的红移。主星系的典型质量随着红移的减小而显著增加，这是致密双星的延迟时间分布和星系的宇宙组装之间相互作用的结果。最后，我们研究了合并率密度随红移的演化。在低红移（$z\leq{}0.1$）时，早型星系对合并速率密度的贡献大于晚型星系。这种趋势在$z\ge{}1$中逆转。
2019-10-10 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
