Black Hole Binaries Dynamically Formed in Globular Clusters
利用直接N体模拟研究了球状星团中黑洞双星的动力学性质。我们关注BH质量函数对从星系团中弹射出来的BH双星的总质量和质量比分布的影响。首先,我们考虑两个不同质量的BH种群,以便从仅具有单质量BH的模型中学习基本差异。其次,我们考虑连续BH质量函数改编自最近的研究大质量恒星演化的低金属丰度的环境中,形成球状星团。在这项工作中,我们只考虑由三体过程形成的双星,为了简单起见,忽略了恒星演化和原始双星。我们的研究结果表明,大多数BH二进制合并发生后,他们被逐出集群。此外,动态形成的双星的质量比应该接近1或可能小于2:1。由于高质量黑洞的双星形成效率更高,因此对于动态形成的黑洞群,引力波观测采样的黑洞质量函数可能会比单个黑洞的质量函数更高。应用关于球状星团种群的保守假设,例如BH质量分数小且没有原始双星,则源自球状星团的BH双星的合并速率估计至少为每年每Gpc 6.5颗^[3]。实际发生率可能是我们保守估计的数倍以上。
2017-05-11 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
The Hubble Space Telescope UV Legacy Survey of Galactic Globular Clusters. XXI. Binaries among multiple stellar populations
许多关于球状星团(GC)中多星群形成的假设都预测,第二代(2G)恒星形成于一个紧凑而致密的子系统中,该子系统嵌入在一个更扩展的第一代(1G)系统中。如果这些假设是准确的,那么2G双星形成环境的密度更大,2G双星应该受到恒星相互作用的影响更大,并且比1G双星的破坏率更大。因此,双星的分数和性质可以提供一个动力学指纹的形成时代的多人口GCs和随后的动力学演化。我们研究了NGC 288、NGC 6121(M4)、NGC 6352、NGC 6362和NGC 6838(M71)五个GC中双星和多星群之间的联系。为此,我们介绍了一种新的方法的基础上比较哈勃空间望远镜观测的双星在F275 W,F336 W,F438 W,F606 W和F814 W过滤器与大量的模拟双星。在我们的数据探测的内部区域,我们没有发现本地1G和2G的二进制发病率在四个研究的集群,唯一的例外是M 4的1G二进制发病率是约三倍大于2G的发病率之间的大的差异。发现的结果是在总体上与模拟预测的结果一致的显着差异,在全球1G和2G的发病率和在集群的外部区域的局部值,但在内部区域的发病率相似。在M4中发现的显著差异与具有较大比例的更宽的二进制的模拟一致。我们的分析还提供了混合(1G-2G)双星的第一个证据,通过数值模拟预测的人口形成在一个集群的内部区域作为恒星相遇的结果,在此期间,一个二进制的一个组件被替换为一个不同的人口的恒星。
2020-02-16 astro-ph.GA astro-ph.SR
Exploring the dynamical evolution of binary stars in multiple-population globular clusters
Indiana University(印第安纳大学);Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences(波兰科学院尼古拉·哥白尼天文学中心);Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei", Univ. di Padova(帕多瓦大学伽利略·伽利莱物理与天文系);Korea Astronomy and Space Science Institute(韩国天文学与空间科学研究所);A. Mickiewicz University(亚当·密茨凯维奇大学);Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astronomico di Padova(意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台)
研究多星群球状星团中双星的动态演化,揭示双星在不同群体中的行为差异及其对星团动态的影响。
2026-02-06 astro-ph.GA astro-ph.SR
Relativistic Binaries in Globular Clusters
银河系球状星团是古老而致密的恒星系统,通常包含10颗\super{4} -10颗\super{7}恒星。球状星团是一个古老的星族,其中包含许多坍缩和退化的天体。球状星团是一个密集的恒星群体,是许多有趣的恒星间密切动力学相互作用的场所。这些动力学相互作用可以改变单个恒星的演化,并可以产生包含一个或两个紧凑物体的紧密双星系统。在这篇综述中,我们讨论了球状星团演化和双星演化的理论模型,模拟这种演化的技术,导致相对论双星,以及目前和未来可能的观测证据,这个人口。我们对球状星团演化的讨论将集中在促进硬双星系统产生的过程,以及这些双星系统随后的相互作用,这些相互作用可以改变两个天体的性质,并可能导致奇异的物体。直接{ \it N}体积分和福克-普朗克模拟的球状星团的演化,将潮汐相互作用,并导致相对论性的二元人口的预测进行了讨论。我们讨论了目前的观测证据的激变变量,毫秒双星,低质量的X射线双星,以及未来可能探测到的相对论性双星与引力辐射。
2011-10-20 astro-ph.SR gr-qc
On the coexistence of stellar-mass and intermediate-mass black holes in globular clusters
在本文中,我们解决的问题:什么是恒星质量黑洞(BH)双星共存于一个球状星团与中等质量黑洞(IMBH)的概率是多少?我们的研究结果表明,一个或多个BH双星的检测可以强烈地限制在大多数银河系球状星团的IMBH的存在。更具体地说,一个或多个BH二进制的检测可以强烈地指示在我们的样本中大约80%的集群中存在比$\gtrsim 10^3$ M $_{\rm \odot}$更大的IMBH。为了说明这一点,我们使用的N体模拟和分析方法相结合,以权衡BH双星的形成率对他们的喷射和/或中断率通过强引力相互作用的中心(最)大质量BH。恒星质量的黑洞(无论是否有双星伴星)的最终命运是所有黑洞都被中央的IMBH从星团中抛出,只留下最大质量的黑洞与IMBH形成一个近距离双星。在每个阶段的演变,我们讨论了中央BH-BH对作为一个功能的属性的二进制和它的主机集群的inspiral率。
2014-07-16 astro-ph.GA astro-ph.SR
Mass transfer of low-mass binaries and chemical anomalies among unevolved stars in globular clusters
虽然众所周知,双星中的质量传递会污染吸积体的表面,但这种机制是否能重现在球状星团中观察到的化学不均匀性,仍不清楚。我们研究的表面丰度的吸积物在低质量的二进制文件,作为第一步了解是否在低质量的二进制文件的质量转移是上述丰度异常的球状星团的潜在来源之一。我们使用恒星天体物理学实验代码模块计算初始金属丰度Z = 0.0034的二元演化模型,初始施主质量在0.9和1.9 $ \rm {M}_\odot$之间。结果表明,在一些低质量双星系统中,吸积体在未演化时表现出特殊的化学模式,如C和O的亏损,Na和N的增强,Mg、Al和C+N+O的恒定等。吸积体的丰度模式与它们的初始丰度(或正常的单恒星)有很大的不同,并且可以与观测到的种群相匹配。这些丰富的模式强烈地依赖于不仅对初始参数的双星(施主质量,质量比,和轨道周期),而且对假设的质量传递效率和角动量损失。这些结果支持了低质量双星中的质量转移至少是球状星团中未演化异常星的部分原因的假设。需要在二元进化模型和二元种群合成方面做更多的工作,以充分评估这种情况的贡献。
2020-02-28 astro-ph.SR
Spectroscopy of Red Giants in the globular cluster Terzan 8: kinematics and evidence for the surrounding Sagittarius stream
我们提出的光谱调查的结果,红巨人在球状星团泰山8的目的是研究其运动学。我们得到了精确的径向速度为82颗恒星位于最里面的7弧分从集群中心确定48个真正的集群成员。集群的运动学进行了比较与一组动力学模型占的质量分离和一个变量的二进制部分的效果。导出的速度色散似乎比没有双星的质量分离恒星系统的预测要大,这表明该星团要么是动态年轻的,要么它包含了大部分的双星(>30%)。我们检测到7颗恒星的径向速度与集群系统速度兼容,但与化学图案偏离的集群和银河场。这些恒星很可能是围绕这个恒星系统的人马座流的成员。
2014-06-24 astro-ph.GA 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
Cataclysmic Variables and Other Compact Binaries in the Globular Cluster NGC 362: Candidates from Chandra and HST
钱德拉的高灵敏度和精确的X射线成像,结合HST光学图像的高超空间分辨率,极大地增强了我们对紧凑双星的经验理解,如激变变星和低质量X射线双星,它们的后代,以及其他深入球状星团核心的恒星X射线源种群。我们对球状星团NGC 362的钱德拉X射线图像显示了100个X射线源,其中大部分可能是星团成员。利用HST色星等图和色色图,我们定量地研究了NGC 362 Chandra X射线误差圆的光学含量,特别是对该凝聚核球状星团中的致密双星进行了评价和鉴别。尽管剩余的显着拥挤在X射线和光学,我们确定了一个过剩的人口Hα发射对象是统计学上与钱德拉X射线源。X射线和光学特征表明,这些主要是激变变量,但我们也确定了一个候选人静态低质量X射线双星。一个潜在的有趣的和很大程度上意想不到的使用,如这些观测可能有助于限制宏观动态的球状星团。
2010-11-03 astro-ph.SR
Globular Cluster Ages from Main Sequence Fitting and Detached, Eclipsing Binaries: The Case of 47 Tuc
年龄的限制最常放在球状星团比较其CMD与理论等时线。最近发现的分离,食双星在这样的系统中的集群双星实验(CASE)提供了新的见解,他们的年龄,并在同一时间,急需测试的恒星演化模型。我们描述的努力模型的分离,食二进制V69在47图克和比较年龄限制来自恒星演化模型的V69 A和B的年龄拟合等时线获得的集群CMD的属性。我们确定,在合理的假设距离,红化,和金属丰度,在何种程度上是可能的,同时限制年龄和他的内容47图克。
2009-06-02 astro-ph.SR
On the disruption of pulsar and X-ray binaries in globular clusters
恒星相遇率Gamma与星团中X射线双星的数量以及射电双星的数量有很强的相关性。然而,在不同的集群中的脉冲星人口显示出显着不同的特点:在一些GC人口占主导地位的二元系统,在其他的单恒星和外来系统的结果,从交换遇到。在本文中,我们描述了球状星团的第二个动力学参数,一个双星的相遇率,γ。我们发现,这个参数提供了一个很好的表征不同的球状星团的脉冲星种群之间的差异。对于任何一个特定的球状星团,γ越高,观察到的相互作用和交换产物就越孤立。此外,我们还发现,缓慢而“年轻”的中子星几乎只出现在伽马值高的星团中;这表明,这类天体是由X射线双星的分裂形成的,从而停止了先前死亡的中子星的再循环。我们讨论了这对年轻中子星的性质和球状星团中中子星的形成的影响。
2013-10-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation of black hole X-ray binaries with non-degenerate donors in globular clusters
在这封信中,我们提出了一个形成通道的低质量X射线双星与黑洞吸积和非退化的捐助者通过放牧潮汐遇到亚巨星。我们估计,在一个典型的致密球状星团的核心密度的$10^5$恒星pc $^{-3}$,形成率约为一个二进制每陀螺每50-100保留黑洞。捐赠者-剥离的亚巨星-与相同颜色的亚巨星或巨星分支恒星相比,将是强烈的不发光。潮汐剥离的产物在数亿年内,与相同颜色的正常恒星相比,至少有一个星等的亮度不足,并且与普通双星中可能由非灾难性质量转移产生的亮度不足的红色恒星不同。动态形成的双星成为静止的低质量X射线双星,寿命约为一个陀螺。预期的X射线双星的数量是每50-200个保留的黑洞中有一个,而预期的强暗次巨星的数量大约是这个数量的一半。在球状星团中存在强烈暗星可能是黑洞存在的标志。
2017-06-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Cluster Ages Experiment (CASE). VIII. Age and Distance of the Globular Cluster 47 Tuc from the Analysis of Two Detached Eclipsing Binaries
我们利用测光和光谱观测的食双星E32在球状星团47 Tuc推导出的质量,半径和光度的组成部分的恒星。该系统的轨道周期为40.9 d,是一个明显的偏心轨道,e = 0.24,并且被证明是该星团的成员或最近的逃逸者。我们得到了初级的Mp = 0.862(5)Msun,Rp = 1.183(3)Rsun,Lp = 1.65(5)Lsun和次级的Ms = 0.827(5)Msun,Rs = 1.004(4)Rsun,Ls = 1.14(4)Lsun。基于这些数据和早期的分析,在47 Tuc的二进制V69,我们测量的距离从距离模数的组成恒星的集群,并独立地,从颜色表面亮度校准。我们分别获得4.55(3)和4.50(7)kpc-值与最近基于Gaia DR 2松弛的估计值在1 sigma内兼容。通过比较这两个双星的M-R图和47 Tuc与Dartmouth模型等时线的色星等图,我们估计该星团的年龄为12.0 pm 0.5 Gyr,氦丰度为Y约0.25。
2020-01-06 astro-ph.GA astro-ph.SR
Compact Binaries Ejected from Globular Clusters as GW Sources
执行N体模拟,我们研究的动力学BH-BH(10 Msun每个)和NS-NS(1.4 Msun每个)的二进制文件中形成的集群和它的影响引力波检测。相当一部分致密双星是在核心坍缩后从球状星团中喷射出来的。在被抛出的致密物体总数中,30%是双星。抛射双星的合并时间尺度取决于星团的速度色散,在某些情况下比宇宙的年龄还要短。在合并过程中,这些动态形成的紧凑合并预计将产生引力波,可以被先进的地面干涉仪检测到。根据我们的参考假设,每个球状星团的BH-BH和NS-NS双星的合并率分别为2.5和0.27个/Gyr。假设球状星团的空间密度为8.4 h^3星团Mpc^-3,并将合并率估计值外推到先进的LIGO-Virgo网络的视界距离上,我们预计具有星团起源的BH-BH和NS-NS双星的探测率分别为15和0.024 yr^-1。我们发现,一些动态形成的双星弹出一个大的逃逸速度。它们可能是远离宿主星系的短伽马射线暴的原因。
2014-02-26 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
The ACS Survey of Galactic Globular Clusters. XII. Photometric Binaries along the Main-Sequence
双星组成是解释球状星团动力学演化和恒星星族分布的重要组成部分。我们调查的性质的主序星双星测量在一个统一的光度样本的59个银河系球状星团,观察HST WFC/ACS的一部分,球状星团国库项目。我们测量了双星的比例和质量比的分布作为集群内的径向位置的函数,从中央核心超过半质量半径。我们研究了双星的径向分布,以及恒星质量比的分布。我们研究了双星的分数和它们的主集群的主要参数之间的单变量关系。我们发现,在几乎所有的集群中,二进制文件的总比例是显着小于二进制文件的字段中的部分,只有少数例外。在本文研究的大多数星团中,双星比单MS星更集中。质量比的分布通常是平坦的(对于质量比参数q>0.5)。我们发现了一个显着的反相关性之间的二元分数在一个集群和它的绝对光度(质量)。一些,不太显着的相关性与碰撞参数,中心恒星密度,和中心速度色散。二进制分数和其他聚类参数之间没有统计学上显著的关系。我们确认的相关性之间的二元分数和分数的蓝离散的集群。
2011-11-02 astro-ph.SR
Compact Binaries in Star Clusters I - Black Hole Binaries Inside Globular Clusters
我们研究了星团中的紧凑的二进制人口,重点是包含黑洞的二进制,使用自洽的Monte Carlo处理动力学和完整的恒星演化。我们发现,黑洞经历强烈的质量分离,成为集中。在核心中,黑洞之间的相互作用非常强烈,形成了非常有效的黑洞-黑洞双星。然而,强相互作用也会破坏或弹出黑洞-黑洞双星。在我们的模拟中,我们没有发现黑洞-黑洞合并,但产生了许多硬逃逸者,它们将在哈勃时间内合并到银河系中。我们还发现了几个高度偏心的黑洞-黑洞双星是潜在的LISA源,这表明星团是天基探测器的有趣目标。我们的结论是星团必须考虑到预测紧凑的二进制人口统计。
2010-09-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Evolution of Binary Stars in Multiple-Population Globular Clusters
在球状星团中发现多个恒星星族对研究这些恒星系统的各个方面都有意义。本文利用N体模拟研究了多星族星团中双星的演化,探讨了不同恒星星族空间分布的初始差异对双星演化和生存的影响。我们的模拟表明,第一代(FG)和第二代(SG)恒星的空间分布之间的初始差异可以在二元种群的当前属性中留下指纹。SG二进制比FG群更有效地被破坏,导致全局SG二进制分数小于FG的分数。至于幸存的二进制,动态演化产生的SG和FG二进制结合能分布与SG人口的特点是由一个更大的分数高结合能(更多约束)二进制之间的差异。我们还研究了从集群中心的距离的二进制属性的依赖。虽然全球的二进制分数下降更迅速的SG人口,在集群内部区域测量的本地二进制分数可能仍然占主导地位的SG二进制。幸存的FG和SG二进制结合能分布之间的差异的程度也径向变化的集群内,是在集群内部区域较大。
2015-03-06 astro-ph.GA astro-ph.SR
Exploring the formation environment of multiple stellar populations in Globular Clusters through binary systems
本研究利用哈勃望远镜数据分析了NGC 288内外区域的1P和2P双星比例,发现外区1P双星占主导而中心区比例相似,验证了2P在致密核心形成的模型。
2025-03-12 astro-ph.GA astro-ph.SR
Impact of a companion and of chromospheric emission on the shape of chromosome maps for globular clusters
本文研究了双星和色球辐射对球状星团恒星HST测光的影响。我们量化了它们各自对染色体图中恒星位置的影响,特别是在第一个种群中。我们计算了大气模型和合成光谱的不同化学成分的恒星,基于等时线的恒星演化计算与丰度的变化代表的第一和第二人口的GC。由此,我们建立了不同化学成分的恒星混合物的合成染色体图谱。随后,我们用合成光谱学用双星或色球发射的恒星替换了一部分恒星。我们研究了恒星的位置是如何在染色体图谱中受到影响的。原则上,二进制可以解释染色体图谱中第一个种群的扩展。然而,我们发现,由于报告的GC的二进制分数,在扩展部分的恒星密度太小。二进制解释的另一个困难是,染色体图谱中第一个种群的分布形状在具有相似二进制分数的聚类中是不同的。此外,我们发现,色球发射线的HST测光的贡献太小,有一个可观察到的影响的形状的染色体图谱。连续色球层发射的影响在性质上与双星相似。我们的结论是,双星确实有影响的GC染色体图的形态,但他们不太可能完全解释的形状扩展分布的第一人口恒星。由于GCs中恒星色球连续辐射性质的不确定性,无法得出任何定量的结论。因此,扩展的第一种群的起源仍然无法解释。
2020-01-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
A catalogue of Galactic GEMS: Globular cluster Extra-tidal Mock Stars
本文构建了GEMS星表,通过Corespray模拟159个银河系球状星团中因三体作用逃逸的潮外恒星与双星,并利用作用量坐标实现场星与宿主星团的概率匹配,为研究星团动力学演化提供关键工具。
2024-01-16 astro-ph.GA astro-ph.SR
Monte Carlo simulations of multiple populations in globular clusters: constraints on the initial size of the second generation from binary stars
我们提出的调查结果的蒙特卡罗模拟的球状星团托管两代恒星,包括一个大的(f_b=50%)的原始双星在两个人口。考虑到潮汐场、两体弛豫、恒星演化和三体/四体相互作用的影响,给出了两个恒星星族在哈勃时间内的动力学演化.幸存的双星的分数,一旦占观测偏差和不确定性,进行比较,与真实的球状星团的径向速度时间序列,它是用来约束第二代的初始空间浓度。第二代双星的分数似乎只取决于总的集群质量和第二代的初始大小之间的比率,这决定了整个范围内的恒星星族的平均速度色散。尽管存在各种不确定性,我们发现,只有假设第二代的初始浓度很强(r_h,S~ 0.1(M/10^6 M_s)pc),才能得到观测分数。第一代双星分数的演化对潮汐场的强度更为敏感(星团轨道偏心率的影响不可忽略),因为潮汐场对第一代双星的结构性质有直接影响。
2022-02-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
The ejection and detectability of high- and hyper-velocity stars by compact object binaries in globular clusters
本研究结合模拟与观测,发现球状星团中恒星与致密天体双星相互作用可抛射大量高速恒星,其中少数超高速星可被探测,未来巡天将提供更好观测机会。
2025-06-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
Formation of black-hole X-ray binaries in globular clusters
最近发现的第一个候选BH-WD X射线双星,其中紧凑的吸积体可能是星系外球状星团中的恒星质量黑洞候选者,我们的灵感,探讨如何在动态环境中形成这样的双星。我们通过众所周知的形成通道,如二进制交换和物理碰撞的形成率提供分析,并提出,唯一的可能性,形成BH-WD二进制是通过耦合这些通常的形成通道与随后的硬化和/或三重形成。事实上,我们发现,最重要的机制,使一个BH-WD X射线二进制从最初的动态形成的BH-WD二进制是三重诱导质量转移通过Kozai机制。即使使用最乐观的形成率估计,如果黑洞从星系团中大量蒸发或形成一个完全分离的黑洞子星系团,我们也无法与观测推断的产生率相匹配。我们估计,至少有1%的已形成黑洞,或者现在核心中存在的黑洞的10%,必须与核心恒星星族的其余部分相互作用。
2010-01-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
X-ray Binaries in the Ultrahigh Encounter Rate Globular Cluster NGC 6388
本文报道了对大质量高密度球状星团NGC 6388中X射线双星的\chandra - \hst联合研究结果。NGC 6388是所有星系团中预测产生X射线双星速率最高的星系团之一。我们用L $_X > 5 \times 10^{30}$ \ergs在半质量半径内探测到了大量的61个\chandra源。从X射线的颜色,光度,(缺乏)的变化,和光谱拟合,我们确定五个可能是静态的低质量X射线双星。由于NGC 6388的核心非常拥挤,找到\chandra源的光学识别是具有挑战性的。我们已经确定了四个蓝色的,光学可变对应的光谱硬X射线源,证据表明,这些是明亮的激变变量(CV)。其中一个显示V的2个星等的变化,表明矮新星爆发。通过其X射线光谱(部分覆盖高$N_H$)和强变异性确定了另一种可能的CV,从而在该集群中确定了五种可能的CV。这些源相对明亮的光学星等使它们与M15中的CV1和47 Tuc中最明亮的CV处于同一级别。
2012-08-07 astro-ph.SR
The influence of black holes on the binary population of the globular cluster Palomar 5
本研究通过N体模拟探讨黑洞对球状星团Palomar 5双星群体的影响,发现原初双星对长期演化影响极小,且包含双星的模型更符合观测数据,为约束黑洞存在提供了观测建议。
2023-09-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Ba stars and other binaries in first and second generation stars in globular clusters
球状星团(GC)中Ba丰度的测定是一个非常强大的测试,以解决在多人口的框架下的几个问题。我们使用高分辨率的FLAMES/Giraffe光谱测量了15个银河系GC中1200多颗恒星样本的Ba含量。我们发现每个星团内不同恒星星族的[Ba/Fe]比没有变化;这意味着低质量渐近巨星分支星对星团内污染没有显着贡献。非常有趣的是,我们得到的第一代(FG)星的Ba-星的分数是接近的值($\sim$ 2\%),另一方面,第二代(SG)星提出了一个显着的低分数。通过对NGC~6121巨星径向速度变化的独立测试,证实了我们的发现:FG星的双星比例约为$\sim$ 12%,SG星的双星比例约为$\sim$ 1%.这证明SG星形成于密度较高的环境中,在这种环境中,双星系统的婴儿死亡率特别高。
2010-07-22 astro-ph.SR
Two particular EA-type binaries in the globular cluster omega Centauri
首次利用WD程序分析了两颗EA型双星V211和NV 358的B光变曲线和V光变曲线。分析表明,V211是一个典型的大陵型双星系统,NV 358是一个良好分离的双星系统。由于这两颗双星都是半人马座ω星的确定自行成员,我们估算了它们的物理参数,得到V211的M_1=1.13 \pm 0.03 M_ \odot,R_1=0.98 \pm 0.01 R_ \odot和M_2=0.33 \pm 0.01 M_ \odot,R_2=0.92 \pm 0.01 R_ \odot;对于NV358,M_1=1.30 \pm 0.05 M_ \odot,R_1=1.03 \pm 0.01 R_ \odot和M_2=0.58 \pm 0.02 M_ \odot,R_2=0.78 \pm 0.01 R_ \odot。在半人马座ω的色星等图上,V211位于微弱的蓝色离散星区域,其主要成分的质量比主序星的质量更大。因此,V211是一个蓝离散子,应该是由次级组分向初级组分的质量转移形成的。NV 358的年龄小于1.93 Gyr,这表明它比半人马座ω的第一代恒星年轻得多。作为半人马座欧米茄中的NV 364,NV 358应该是第二代双星。
2013-03-07 astro-ph.SR
The Clusters AgeS Experiment (CASE). VI. Analysis of two detached eclipsing binaries in the Globular Cluster M55
本文分析了球状星团M55中的两颗食双星V44和V54。对于V54,我们获得了以下绝对参数:主要的$M_p=0.726\pm 0.015\,M_\odot$、$R_p=1.006\pm 0.009\,R_\odot$、$L_p=1.38\pm 0.07\,L_\odot$,次要的$M_s=0.555\pm 0.008\,M_\odot$、$R_s=0.528\pm 0.005\,R_\odot$、$L_s=0.16\pm0.01\,L_\odot$。V54的年龄和视距离模量估计分别为13.3 - 14.7 Gyr和$13.94\pm0.05$等。这个年龄比我们从47 Tuc和M4的双星系统分析中得出的年龄大得多。由于V44的次级在光域中很弱,因此只能得到该系统各分量的质量函数和相关参数。然而,有一个很好的机会,二次的速度曲线可以从近红外光谱。由于V44的原生代比V54进化得更快,因此这些数据将对M55的年龄和距离施加更严格的限制。
2014-03-25 astro-ph.SR
Model computations of blue stragglers and W UMa-type stars in globular clusters
最近的研究表明,接触双星只出现在球状星团(GC)的关闭点之下和蓝离散星(BS)的区域。此外,观察表明,至少有一个显着的分数BS在这些集群中形成的二元传质机制。我们目前的调查的目的是获得和分析一套冷,低金属丰度,这是GC特征的近距离分离双星的演化模型。我们计算了975个模型的初始分离,冷密双星不同的初始参数的演变。该模型包括组件之间的质量交换以及质量和角动量的损失,由于磁化风的非常低的金属丰度双星Z = 0.001。该模型被解释的背景下,现有的数据接触二进制和蓝色离散成员的GC。模型参数与GC接触双星在Hertzsprung-Russell图上的观测位置吻合得很好。在星团主序星的下部没有接触双星,因为没有初始轨道周期短于1.5 d的双星。接触二进制结束其演变为合并出现在BS区域。二进制形成的BS填充整个观察到的BS区域中的GC,但差距是可见的低质量合并,集中沿零年龄的主序列和二进制BS占据红色部分的BS区域。预计只有极少数的二元并合会快速旋转和/或具有由CNO核反应处理的层暴露而产生的化学特性。所有其他的二元并合与碰撞形成的并合是无法区分的。结果表明,二元形成的BS可以构成GC中所有BS的至少相当大的部分。
2015-03-26 astro-ph.SR
New Cataclysmic Variables and other Exotic Binaries in the Globular Cluster 47 Tucanae
我们在非核坍缩的球状星团47 Tuccus(47 Tuc)中发现了22个新的(+3个确认的)激变变星(CV)。星团中CV的总数现在是43个,是迄今为止所有球状星团中最大的样本。为了进行识别,我们使用了哈勃太空望远镜的近紫外(NUV)和光学图像,并结合钱德拉X射线天文台的X射线结果。这使我们能够建立迄今为止最深的NUV CV光度函数。我们发现47 Tuc中的CV比主序星更集中于星团中心。我们比较了我们的结果的CV人口的核心塌陷的球状星团NGC 6397和NGC 6752。我们发现47 Tuc每单位质量的明亮CV比其他两个集群少。这表明,核心坍缩星系团中的动力学相互作用在创造新的CV中起着重要作用。在47 Tuc,CV人口可能是由原始和旧的动态形成的系统。我们估计47 Tuc中的CV总质量约为。1.4 M_sun。我们还发现,在三个集群的CV的X射线光度函数是双峰。此外,我们讨论了一个可能的双退化系统和一个有趣的/未分类的对象。最后,我们提出了四个系统,可能是毫秒脉冲星的同伴给予他们的X射线和NUV/光学颜色。对于其中之一,我们提出了非常有力的证据,作为一个消融的同伴。其他三个可能是CO-或He-WD。
2018-01-15 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
The Clusters AgeS Experiment (CASE): Variable Stars in the Globular Cluster M4
基于1995-2009年收集的3000多张M4 BV图像,我们获得了22个变量的光变曲线,其中10个是新发现的物体。我们确定了四个独立的食双星和八个接触双星。除了两个变量外,所有变量都有准确的周期。19颗变星是星团中自行的成员,其余3颗是场星。五个变量是X射线源的光学对应物。对于与X射线源无关的变量之一,我们报告了一个耀斑持续约90分钟,达到0.11等V的振幅。一个新的接触双星具有创纪录的低质量比q=0.06。另外四个这样的系统显示出季节间的光度变化,可能与磁活动周期有关,尽管旋转周期存在巨大差异,但其长度与太阳周期惊人地相似。接触双星在M4的色星等图上的位置强烈地表明,至少在球状星团中,使EW系统能够从接近但分离的双星形成的主要因素是恒星演化。我们在M4中识别出46个蓝色和黄色离散星,并讨论了它们的性质。我们还导出了M4中心部分的差异消光图,并确定了选定参考区的红化E(B-V)= 0.392ma。
2013-06-11 astro-ph.SR
The Cluster AgeS Experiment (CASE). Variable Stars in the Globular Cluster M55
本文报道了位于球状星团M55中心的55颗变星的时间序列测光。样本包括28个新发现的天体,其中13个是食双星。其中三个是独立的系统,位于星系团颜色-星等图上的关闭区域。其中两个是自行(PM)的M55成员,是一个详细的后续研究,旨在确定集群的年龄和距离的优秀候选人。其他的分离双星位于星团主序的未演化部分。大多数变星都是星团中的蓝离散星。这组包括35颗SX Phe星,两颗接触双星和一颗半分离双星。V60是一个低质量、短周期的大陵五,其洛希叶充满了质量较小、温度较低的成分。质量较大的部分是SX Phe变星。V60的轨道周期以dP/P = 3.0E-9的速率增加。除了众多的变量蓝色离散,我们还报告了两个红色离散显示周期性变化的检测。这两个人都是M55的成员。我们注意到并讨论了在M55和NGC 6752中未演化的主序星之间观测到的接触双星的缺乏。这种明显的缺乏支持了一个演化模型,在这个模型中,接触双星的形成是由主序星关闭时的恒星演化触发的。
2010-11-03 astro-ph.SR
Contribution of primordial binary evolution to the two blue-straggler sequences in globular cluster M30
在球状星团M30中发现的两个蓝离散星序列对蓝离散星的形成机制提供了强有力的约束。我们通过双星演化研究了蓝离散双星的形成,发现双星演化对两个序列中的蓝离散双星都有贡献。蓝离散星是位于蓝序还是红序取决于质量施主对双星总光度的贡献,通常在球状星团中观测到的是一颗恒星。蓝色序列中的蓝色离散星有一个冷白矮星伴星,而大多数红色序列中的天体($\sim 60\%$)是仍在经历质量转移的双星,但也有一些天体是供体刚刚完成质量转移(剥离核心恒星,$\sim 10\%$)或蓝色离散星(吸积体)已经从蓝色序列($\sim 30\%$)演化出来。同时,在两个序列中发现的W UMa接触双星可以用不同的质量比来解释,即红色序列中的W UMa接触双星具有质量相当的两个组分(例如质量比$q\sim$ 0.3-1.0),而蓝色序列中的W UMa接触双星具有低质量比(例如$q<$ 0.3)。然而,如果我们假设一个二进制样本的初始参数与场的初始参数相同,则不能通过二进制布居合成来再现M30中蓝色序列的部分。这可能表明在球状星团中动力学效应对双星系统的影响是非常重要的。
2017-09-27 astro-ph.SR
A lack of close binaries among hot horizontal branch stars in globular clusters. II. NGC\,2808
基于它们的双星起源的模型已经非常成功地再现了场亚矮星B的性质,但是在球状星团中观察它们的类似物提出了新的问题,而多个种群的发现为这些恒星的形成提供了一个有吸引力的替代方案。我们在NGC 2808中的蓝色水平分支恒星(Teff=12000-22000 K)样本中搜索周期P<200天的双星,该星团已知拥有三个不同的恒星星族和一个多模态水平分支。最终样本由64个目标组成。目标的径向速度在14个时期内测量,跨越约75天的时间间隔。在温度低于测光G1间隙的17000 K恒星中,我们没有发现RV变星,而在温度较高的目标中发现了两个近周期(P<10天)和两个中间周期(P=10-50天)系统。在95%的置信度下,温度低于间隙的恒星的近周期和中周期双星比例分别为fc<5%和fip<10%。在较热的恒星中,最可能的值是fc~20%和fip~ 30%,但90%的置信区间很大(分别为6-42%和11- 72%)。G1的差距出现作为一个不连续的二进制的派别,与较高的发病率的二进制之间的较热的恒星,但不断增加的f与温度,而不是不连续不能排除从我们的观察。我们发现,中期双星,从来没有调查过的集群HB恒星之间,可以发挥重要的作用,超过15-20%的最热的恒星,我们的样本。我们的研究结果表明,热HB星之间的FC是最有可能更高的年轻的集群,确认最近提出的年龄FC的关系。然而,观察到的星系团(如NGC 2808和NGC…
2011-02-08 astro-ph.SR
The Clusters AgeS Experiment (CASE). Variable stars in the field of the globular cluster M12
球状星团M12(NGC 6218)的磁场在1995年至2009年期间被监测,以寻找变星。$BV$光变曲线获得了36个周期或可能的周期变量。其中34个是新发现的。在后者中,我们确定了20个自行星系团成员:6个分离或半分离的食双星,5个接触双星,5个SX~Phe双星和3个黄色离散星。其中两颗食双星位于转弯区,一颗位于主序带的下部,其余三颗位于蓝离散星。两个接触系统是蓝离散星,剩下的三个位于关闭区域。在蓝离散星区域,总共发现了103个天体,其中42个是M12的自行成员,另外4个是场星。剩下的45个天体位于距离星团中心两个核心半径的范围内,因此它们可能是真正的蓝色离散星。我们还报道了M12的径向颜色梯度的发现,以及在一般球状星团中接触系统中周期最短的发现
2015-09-10 astro-ph.SR
Radio pulsar binaries in globular clusters: their orbital eccentricities and stellar interactions
通过改进的脉冲星搜索算法和持续的脉冲星定时观测,对球状星团(GC)进行了高灵敏度搜索,迄今已在20多个GC中发现了约140颗射电双星。观测到的射电双星的轨道偏心率和周期分布,在GC中留下了单射电双星与双星系统或双星与单颗非致密星相互作用的痕迹。可以看出,GC具有不同的多个组。这可能是由于双星的一个组成部分与进入的恒星交换或合并,或者是“飞越”,其中原始的双星保持完整,但经历了离心率和轨道周期的变化。我们认为起源的分布的pixels使用分析和计算工具,如STARLAB,它进行数值散射实验与直接N体积分。具有中等偏心率的星团脉冲星大多数可以用飞掠来解释,而具有高偏心率的星团脉冲星则可能是单星与脉冲星的双星伴星交换和/或合并的结果,尽管有一些天体不容易符合这种描述。银河场脉冲星的轨道周期和偏心率分布与GC脉冲星的轨道周期和偏心率分布有明显的不同。长轨道周期的星系场与冻结的低偏心率的恒星在很大程度上是失踪的球状星团,我们表明,电离这些系统在GC不能单独占的特点。
2009-06-11 astro-ph.SR
Massive Binary Stars and Self-Enrichment of Globular Clusters
球状星团包含许多恒星,其表面丰度模式表明氢燃烧产物的贡献,如钠和氧,镁和铝的反相关元素丰度。多代恒星可以解释这种现象,第二代恒星是由原始气体和第一代恒星喷出物的混合物形成的。我们表明,大质量双星可能是第二代恒星的大部分物质的来源。双星中的质量传递通常是非保守的,喷射出的物质移动得足够慢,以至于它可以留在球状星团内,并为随后的恒星形成提供能量。最近的研究表明,短周期大质量双星比以前认为的要多,因此也有更多的恒星相互作用并喷射出核处理的物质。
2013-02-04 astro-ph.SR
The cluster ages experiment (CASE). VII. Analysis of two eclipsing binaries in the globular cluster NGC 6362
我们利用对球状星团NGC 6362中分离的食双星V40和V41的测光和分光观测,推导出其组成星的质量、半径和光度。这两个系统的轨道周期分别为5.30和17.89 d。V40和V41的主要和次要组分($M_p$、$M_s$)的实测质量分别为(0.8337 $\pm$ 0.0063,0.7947 $\pm$ 0.0048)M $_\odot$和(0.8215 $\pm$ 0.0058,0.7280 $\pm$ 0.0047)M $_\odot$。V40的实测半径($R_p$,$R_s$)为(1.3253 $\pm$ 0.0075,0.997 $\pm$ 0.013)R $_\odot$,V41的实测半径为(1.0739 $\pm$ 0.0048,0.7307 $\pm$ 0.0046)R $_\odot$。根据得到的光度值,我们发现该星系团的距离模为14.74 $\pm$ 0.04等,与CMD拟合得到的14.72等一致.在质量-半径图和质量-光度图中,我们将组分星的绝对参数与理论等时线进行了比较。假设丰度[Fe/H] =-1.07,[ $α$ /Fe] = 0.4,Y = 0.25,我们发现V40的最可能年龄为11.7 $\pm$ 0.2 Gyr,与CMD拟合得到的星团年龄(12.5 $\pm$ 0.5 Gyr)一致。V41似乎比V40年轻得多。如果得到独立证实,这一结果将表明V41属…
2015-08-20 astro-ph.SR
Formation Channels of Gravitationally Resolvable Double White Dwarf Binaries Inside Globular Clusters
Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences(波兰科学院尼古拉·哥白尼天文学中心);Faculty of Mathematics and Computer Science, A. Mickiewicz University(亚当·密茨凯维奇大学数学与计算机科学学院);School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University(北京师范大学物理与天文学院);National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);School of Astronomy and Space Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学天文与空间科学学院);Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics at Peking University(北京大学科维理天文与天体物理研究所)
本文研究球状星团中偏心、紧密双白矮星的动力学形成通道,指出其数量稀少但可被LISA探测,并能独立测定宿主星团距离。
2025-06-16 astro-ph.SR
The Clusters AgeS Experiment (CASE). Variable stars in the field of the globular cluster NGC 3201
在1998年至2009年期间,为了寻找变星,对球状星团NGC 3201的磁场进行了监测。$BV$光变曲线获得了152个周期或可能的周期变量,其中57个是新的检测。37个新检测到的变量是集群的自行成员。其中我们发现了7个分离或半分离的食双星,4个接触双星和8个SX Phe双星。其中四颗食双星位于转折区,一颗在主序带的下部,其余两颗则位于次巨星分支的上方。两个接触系统是蓝离散星,另外两个位于关闭区域。在蓝离散星区域,总共发现了266个天体,其中140个是NGC 3201的自行(PM)成员,另外19个是场星。剩下的78个我们没有PM数据的天体位于星团中心的半光半径内,其中大多数可能是真正的蓝色离散星。在我们的视野中有四个变星被发现与X射线源一致:三颗色球活跃星和一颗红移为$z\approx0.5$的类星体。
2016-04-05 astro-ph.SR
The state of globular clusters at birth II: primordial binaries
本文利用MOCCA蒙特卡罗程序对银河系球状星团中的原始双星布居进行了约束。我们的结果与Milone等人(2012)的观测结果进行了比较,使用光度双星作为真实潜在分布的代理,以检验数据与Kroupa(1995)的双星轨道参数分布和接近1的普遍初始双星分数一致的假设。除了少数可能的异常值,我们发现,数据是一阶一致的普适性假设。具体地说,现在在半质量半径r $_{\rm h}$内的双星分数可以被再现,假设高初始双星分数接近于1,并且具有像在Kroupa分布中那样的主导软双星分量,结合高初始密度(10 $^4$-10 $^6$ M $_{\odot}$ pc $^{-3}$),或低初始二元组分($\sim$ 5-10%),其主要硬二元组分与接近其现今值的中等初始密度(10 $^2$-10 $^3$ M $_{\odot}$ pc $^{-3}$)结合。这种明显的简并可以使用r $_{\rm h}$之外的二元分数来打破-只有具有显著软组分的高初始二元分数与高初始密度相结合才能有助于再现所观察到的r $_{\rm h}$之外的二元分数与总簇质量之间的反相关。我们进一步使用模拟的现今双星轨道参数分布和Leigh et al.(2012)中介绍的技术来说明,硬和软双星的相对分数可以用来进一步限制初始集群密度和质量密度关系。我们的结果有利于初始质量密度关系的形式r $_{\rm h} \propto…
2014-10-08 astro-ph.SR
Measurement of the Radius of Neutron Stars with High S/N Quiescent Low-mass X-ray Binaries in Globular Clusters
本文介绍了利用球状星团(GC)内部静态低质量X射线双星(qLMXBs)的热谱测量中子星(NS)半径的方法。最近对NS的观测提供了证据,表明冷超致密物质-存在于NS的核心-最好用“正常物质”状态方程(EoS)描述。这样的EoS预测,NS的半径Rns对于天体物理相关的质量(Mns > 0.5 Msun)是准常数(测量误差在~10%范围内)。目前的工作采用这种理论预测作为假设,并使用它来约束一个单一的Rns值从5个qLMXB目标与可用的高信号-噪声X射线光谱数据。采用马尔可夫链蒙特卡罗方法,我们产生Rns的边缘化后验分布,约束为样本中所有五个NS的相同值。努力将所有可量化的不确定性来源纳入所引用半径测量的不确定性中。这些包括在距离的GC的不确定性,由于在GC的方向银河吸收的不确定性,以及在高光子能量,这是在银河平面的一些qLMXB中观察到的计数过剩的硬幂律谱分量的可能性。使用保守的假设,我们发现,半径,共同的五个qLMXB和常数的范围很广的质量,位于低范围的可能NS半径,Rns=9.1(+1.3)(-1.5)公里(90%的信心)。这样的值与低分辨率状态方程一致。我们比较了这一结果与以前的半径测量的NS从不同类型的系统的各种分析。此外,我们比较个别qLMXB的光谱分析,以前的作品。
2013-06-11 astro-ph.HE astro-ph.SR