Binary Natal Kicks in the Galactic Center: X-ray Binaries, Hypervelocity Stars, and Gravitational Waves
理论和观测研究表明，恒星双星存在于大量的星系核，如我们自己的银河系中心。中子星（NS），以及有争议的黑洞（BH）和白矮星（WD），在出生时都会受到出生时的刺激。在这项工作中，我们研究的影响，两个连续的出生踢人口的恒星双星轨道上的大规模黑洞（MBH）在我们的银河系中心。这些出生踢可以以各种方式显着改变双星轨道，以及MBH周围的双星轨道。我们发现了各种动态的结果，从这些踢，包括一个陡峭的尖点的单一NS相对于初始的二进制分布。此外，超高速恒星和候选双星，包括超高速X射线双星，是出生踢的常见结果。此外，我们表明，人口的X射线双星在银河系中心可以被用来作为一个诊断BH出生踢分布。最后，我们估计了出生踢，包括二进制合并和EMRI触发的引力波（GW）事件的速率。
2022-06-09 astro-ph.HE
BSE versus StarTrack: implementations of new wind, remnant-formation, and natal-kick schemes in NBODY7 and their astrophysical consequences
恒星残骸黑洞（BH）的质量是通过大质量的单恒星演化和双星演化形成的，在双星黑洞（BBH）和双星中子星（BNS）合并的引力波探测时代，它们的质量是非常令人感兴趣的。在这里，我们介绍了N体演化计划NBODY 7在恒星残骸形成和相关计划方面的新进展。我们证明了在NBODY 7代码的BSE扇区中新实现的星风和残余形成方案，例如“快速”和“延迟”超新星（SN）方案以及脉冲对不稳定性和对不稳定性超新星的实现，（PPSN/PSN），现在产生的中子星（NS）和BH质量几乎完全一致，在大范围的零年龄主序列（ZAMS）质量和金属丰度，与那些从星轨人口合成计划。我们还展示了新的实现的各种natal-kick机制的NS和BH，如“对流不对称驱动的”，“反对称驱动的”，和“中微子发射驱动的”踢，除了一个完全一致的实施标准的，依赖于后备，动量守恒natalkick。我们发现，SN材料回落导致对流不对称踢有效地保留类似的数量和质量的BH集群的标准，动量守恒踢。不对称反冲将导致几乎所有的黑洞都保留在星系团中，而不管残留物形成模型和金属丰度如何，而GC中大量黑洞的推断可能会排除中微子驱动的反冲机制。大质量原始双星的前SN合并会导致BH质量偏离单星ZAMS质量-残余质量关系。这样的合并，在低金属丰度下，可以在PSN质量间隙内产生低自旋的BH，这些BH可以保留在星团中。
2020-04-09 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraints on neutrino natal kicks from black-hole binary VFTS 243
利用黑洞双星VFTS 243的观测特性，限制黑洞形成时的中微子诞生踢速度小于等于10 km/s、中微子发射不对称性小于等于4%，验证了理论预测。
2024-04-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
On the Impact of Neutron Star Binaries Natal-Kick Distribution on the Galactic r-process Enrichment
研究了中子星双星的出生反冲分布对银河系r过程富集的影响。我们根据N体模拟结果模拟了一个银河系型晕的生长过程，并利用多历元丰度匹配技术模拟了它的恒星形成历史。我们认为NSB的合并远远超出了星系的有效半径（$>2\times R_\mathrm{eff}$）不有助于银河系r-过程富集。假设幂律延迟时间分布（DTD）函数（$\propto t^{-1}$）与$t_\mathrm{min}=30$ Myr的二进制合并的时间尺度，和指数分布的出生踢分布的平均值为180公里秒$^{-1}$，我们表明，高达$\sim$ 40%的所有形成的NSB不有助于r-过程富集$z=0$，要么是因为它们在远离星系的给定红移（达到$\sim$ 25%）处合并，要么是因为它们到今天还没有合并（$\sim$ 15%）。我们的结果在很大程度上对DTD函数的细节不敏感。假设1亿年的恒定聚结时间尺度很好地接近所采用的DTD，其中30%的NSB对r-过程富集没有贡献。我们的研究结果，虽然相当依赖于所采用的出生踢分布，代表了第一步，估计出生踢和DTD功能的影响r-过程富集的星系，将需要纳入流体动力学模拟。
2017-07-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Mixed origins: strong natal kicks for some black holes and none for others
该研究利用 Gaia DR3 数据重新约束黑洞 natal 踢，发现部分黑洞踢强（≳100 km/s）、部分弱（≲10 km/s），支持黑洞混合起源，即直接坍缩（弱踢）与超新星形成（强踢）并存。
2025-02-15 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Neutron star natal kicks: Collisions, $μ$TDEs, faint SNe, GRBs and GW sources with preceding electromagnetic counterparts
基于对中子星的高速度观测，我们认为中子星（NS）在诞生时受到了明显的速度反冲。这种出生踢被认为在双NS系统的演化中起着重要的作用。对NS的反冲（加上NS前身的超新星爆炸造成的质量损失）可能导致双星破裂或导致双星轨道性质的显着变化。在这里，我们详细探讨了动态后果的出生踢二进制系统，确定其可能的结果，并描述其相对频率，利用分析参数和详细的人口合成模型。在一小部分情况下，反冲可能会使NS以这样的轨迹与双星伴星碰撞，或者通过足够接近的距离以破坏它（微潮汐破坏事件; $μ$ TDE），或者它可能被潮汐捕获到一个接近的轨道，最终形成X射线双星。我们计算了碰撞后直接碰撞的速率和Thorne-Zytkow天体或长伽玛暴的可能产生率，估算了X射线双星的形成率，并确定了$μ$ TDEs和由NS破坏白矮星产生的暗超新星的速率。最后，我们建议，出生踢可以产生BH NS双星非常短的引力波合并时间，可能会引起一种新的类型的迅速出现的eLISA引力波（GW）源，以及生产aLIGO二进制合并GW源与一个独特的（可能类型Ib/c）超新星电磁对应物之前的GW合并。
2016-09-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Explaining LIGO's observations via isolated binary evolution with natal kicks
我们比较二进制演化模型与不同的假设黑洞出生踢的第一个引力波观测LIGO探测器进行。我们的比较试图调和合并率，质量，自旋和自旋轨道错位的所有当前的观测与国家的最先进的形成方案的二元黑洞形成孤立。我们估计，黑洞（BH）应该接受出生踢的顺序$σ\simeq 200$（50）公里/秒，如果潮汐过程不重新调整恒星的自旋。我们的估计是由两个简单的因素驱动的。出生反冲离差$σ$是从上方限定的，因为大反冲破坏了太多的双星（将合并率降低到观测值以下）。相反，出生踢分布是有界的，因为适度的踢需要产生一系列的自旋轨道错位。如果所有的黑洞都可能有出生自旋，那么错位的分布增加了我们的模型与LIGO观测的兼容性。与采用具体BH出生自旋处方的相关工作不同，我们探索了一系列可能的BH出生自旋分布。在我们的模型的上下文中，对于这里使用的所有$σ$的选择，以及在一个简单的基准参数化自旋分布的上下文中，观测结果有利于低BH出生自旋。
2018-06-20 astro-ph.HE gr-qc
Natal Kicks of Stellar-Mass Black Holes by Asymmetric Mass Ejection in Fallback Supernovae
雷佩托、戴维斯和西古德森最近对银河势中包含黑洞的低质量X射线双星的轨道进行了积分，结果表明，只有当黑洞受到明显的出生踢时，才能解释银河平面上方某些系统的大距离。令人惊讶的是，他们发现黑洞反冲速度的分布（而不是动量的分布）应该与中子星相似。在这里，我认为，这个结果可以理解，如果中子星和黑洞踢是一个后果，大规模的不对称性创造的超新星喷出物的爆炸机制。非对称排出物质的各向异性引力不仅通过“引力拖船机制”加速新生中子星。它也可以导致延迟黑洞的形成，因为初始喷出物的最慢部分不对称地回落到瞬时存在的中子星上，在此过程中，黑洞的动量可以随着回落质量的增加而增加。因此，黑洞反冲速度不会像由新生中子星的各向异性中微子发射引起的反冲那样，因中子星与黑洞质量之比而减小。
2013-05-31 astro-ph.HE astro-ph.SR
Binarity at LOw Metallicity (BLOeM): Bayesian inference of natal kicks from inert black hole binaries
本文提出贝叶斯框架，利用光谱与天体测量数据推断惰性黑洞双星的诞生冲量，可区分形成通道，并对VFTS 243给出冲量<27 km/s、质量损失<2.9太阳质量的约束。
2025-04-23 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Impact of natal kicks on merger rates and spin-orbit misalignments of black hole -- neutron star mergers
随着LIGO/Virgo/Kagra合作组GW 200105和GW 200115的宣布，对合并黑洞-中子星（BH-NS）双星的探测的漫长等待终于结束了。值得注意的是，GW 200115的主星在轨道角动量上有一个负的自旋投影，概率约为$90\%$。合并BH-NS双星预计将主要通过大质量双星在该领域的演变，因为他们的动态形成密集的星团强烈抑制质量分离。在本文中，我们进行了系统的统计研究的双星演化形成一个BH-NS的二进制，考虑不同的金属丰度，并考虑到出生踢分布的BH和NS和共同的信封阶段的二进制演化的不确定性。假设初始恒星自旋与二进制角动量对齐，我们表明，两个大的出生踢（$\gtrsim 150$公里秒$^{-1}$）和高效率的共同信封喷射需要同时解释推断的高合并率和大自旋轨道错位的GW 200115。
2021-08-31 astro-ph.GA astro-ph.HE
Calibration of neutron star natal kick velocities to isolated pulsar observations
目前的处方超新星出生踢快速二进制人口合成模拟的基础上，适合简单的功能，单脉冲星速度数据。我们探讨了一个新的参数化的出生踢收到的中子星在孤立的和由Mandel和Müller开发的二元系统，这是基于一维和三维超新星模拟和占祖属性，残余质量和踢速度之间的物理相关性。我们约束两个自由参数在这个模型中使用很长的基线干涉测量速度测量的银河系单星系。我们发现，推断值的出生踢参数没有显着不同的单一和二元演化方案。这些参数的最佳拟合值是$v_{\rm ns} = 520$ km s $^{-1}$的缩放前因子的中子星踢，和$σ_{\rm ns}=0.3$的分数随机散射的踢速度。
2023-02-28 astro-ph.HE gr-qc
Inferences about supernova physics from gravitational-wave measurements: GW151226 spin misalignment as an indicator of strong black-hole natal kicks
二元黑洞GW 151226的推断参数与质量最大的黑洞的非零自旋一致，与二元的轨道角动量不一致。如果这些黑洞是由一颗初始排列的双星通过孤立的双星演化而形成的，那么这种不对准就可能是由于恒星坍缩过程中第一个出生的黑洞在出生时受到的出生踢。我们使用简单的运动学参数来约束这个踢的特征幅度，并发现出生踢$v_k \gtrsim 50$公里/秒必须赋予黑洞在出生时产生的失调符合GW 151226。如此大的出生反冲超过了目前大多数超新星和双星演化模型中默认采用的反冲。
2017-07-07 astro-ph.HE gr-qc
On the natal kick of the black hole X-ray binary H 1705--250
本研究通过种群合成分析黑洞X射线双星H 1705--250，发现仅质量损失产生的冲力不足以解释其高本征速度，推断其形成时受到约295 km/s的额外诞生冲力，表明此类冲力也存在于黑洞。
2023-10-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Neutrino-triggered asymmetric magnetorotational mechanism for pulsar natal kick
重新分析了出生中子星碰撞的不育中微子机制。它表明，磁场强度所需的获得可观察的值的踢本质上被低估。另一种机制与标准中微子的讨论中，在超新星爆炸与强大的环形磁场产生的中微子通量的出射场的重新分布在“上”和“下”半球的超新星信封。由此产生的磁场压力的不对称性导致了脉冲星的出生反冲。
2011-10-05 astro-ph.HE hep-ph
Investigating stellar-mass black hole kicks
我们调查是否恒星质量的黑洞必须接受出生踢，以解释我们的银河系内的低质量X射线双星包含黑洞的分布。这样的双星是双星演化的产物，其中大质量的主星爆炸形成恒星质量的黑洞，可能是在一个共同的包络阶段之后，系统收缩到10-30 Rsun的分离。我们对这些双星进行了种群合成计算，将超新星质量损失引起的反冲和出生反冲应用于新形成的黑洞。然后，我们整合的轨道内的银河系的潜力。我们发现，出生踢实际上是必要的，以达到以上的银河平面的一些双星实现的大距离。此外，我们发现，出生踢的分布似乎是类似的中子星，而不是一个踢的速度减少的比例黑洞中子星的质量（即踢有相同的动量）。这个结果有些令人惊讶;在许多恒星质量黑洞形成的照片中，人们可能会认为黑洞受到的撞击与中子星受到的撞击具有相同的动量（而不是相同的速度）。
2012-06-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
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。
2019-05-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraining Black Hole Natal Kicks with Astrometric Microlensing
多项证据表明，中子星在由坍缩恒星的残余物形成时会受到巨大的撞击。然而，黑洞（BH）是否受到出生踢的证据并不清楚，依赖于对BH X射线双星和大质量失控和逃逸恒星的分析的弱约束。在这里，我们第一次表明，最近的微透镜检测提供了一种新的方法来测量BHS在出生时收到的踢。当黑洞通过光度和天体测量微透镜被识别，并且透镜恒星有已知的距离和自行时，黑洞的质量、距离和自行就可以确定。我们研究了在超新星爆发过程中被破坏的偏心双星的逃逸速度，发现特殊的速度与BH出生时的反冲强烈相关，通常在20%以内，即使出生时的反冲小于轨道速度。因此，通过测量黑洞或其他致密天体的特殊速度，我们实际上是测量了该天体受到的出生反冲。我们专注于MOA-2011-BLG-191/OGLE-2011-BLG-0462，这是一个通过微透镜检测到的孤立的单个BH，并考虑了一系列可能的形成场景，包括其形成于超新星事件期间双星的破坏。我们确定MOA-2011-BLG-191/OGLE-2011-BLG-0462具有与厚盘人口一致的银河系轨道，但如果它是在运动学薄盘中形成的，它会收到出生踢$\lesssim$ 100 km s $^{-1}$。
2022-04-15 astro-ph.HE
Gravitational Waves from Supernova Mass Loss and Natal Kicks in Close Binaries
一些在哈勃时间内合并的致密双星可能是由两颗大质量恒星孤立形成的。对于这个孤立的双星形成通道，除了幸存的共同信封演变，双星需要生存两个超新星（SN）爆炸。对于SN爆炸，质量损失和出生反冲都改变了轨道特征，产生了束缚或非束缚的双星。结果表明，引力波（GW）不仅可能产生于核心坍缩的SN过程，也可能产生于前SN向后SN过渡过程中的SN质量损失和SN出生反冲。我们的动力学演化模型的时间的第二个SN爆炸的运动方程，占有限的时间尺度的SN质量损失和SN出生踢。从双星的动力学演化出发，计算了与SN碰撞有关的GW爆发信号。我们发现，这样的GW突发可能是未来的中频GW探测器，如DECIGO感兴趣。我们还发现，由于SN质量损失和出生踢从GW发射的辐射的能量可能是一个显着的分数，${\gtrsim}10\%$，后SN二进制的轨道能量。对于未绑定的后SN二进制文件，在GW辐射的能量往往高于绑定的二进制文件。
2019-09-16 astro-ph.HE gr-qc
The role of accretion efficiency, natal kicks, and angular momentum transport in the formation of the Gaia black holes
Universität Heidelberg（海德堡大学）；University of Padova（帕多瓦大学）；INAF - Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）
本文通过参数研究探讨 Gaia 黑洞的形成机制，发现高非保守吸积效率和角动量损失能提高形成概率，同时胎动 kicks 和共同包层演化的效率影响轨道周期和偏心率。
2026-07-02 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Neutron Star Mergers as the Main Source of R-process: Natal Kicks And Inside-Out Evolution to The Rescue
中子星合并是目前最有希望的\textsl{r} -过程的来源，这要归功于GW 170817的发现。估计的发生频率和每次合并的质量喷射量表明，BNSM本身可以解释银河系中所有的\textsl{r}过程富集。然而，[Fe/H] $\gtrsim -1$在太阳附近的盘星的[Eu/Fe]与[Fe/H]的下降趋势与标准延迟时间分布（DTD）$\propto t^{-1}$的BNSM预期的平坦趋势不一致。这导致了一种建议，即需要额外的来源或修改BNSM的DTD以匹配观察结果。利用银河系动力学程序\textsc{galpy}和一个单区银河系化学演化模型\textsc{omega}的结果，研究了中子星双星诞生过程中的出生反冲对银河系中\textsl{r}过程元素Eu化学演化的影响.我们表明，当关键输入从模拟的内部到磁盘的演变与出生踢相结合，BNSMs可以自然地再现所观察到的下降趋势[Eu/Fe]与[Fe/H]在太阳附近，而不需要修改的DTD或额外的\textsl{r}过程源。
2020-10-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Strong Black Hole Natal Kicks in Magnetized Accretion-Powered Explosions
Columbia University（哥伦比亚大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Flatiron Institute（平顿研究所）
通过三维广义相对论磁流体动力学模拟，发现磁化坍缩星形成的黑洞可获得10^2--10^3 km/s的强诞生速度，影响黑洞保留与双星演化。
2026-09-11 astro-ph.HE
The impact of white dwarf natal kicks and stellar flybys on the rates of Type Ia supernovae in triple-star systems
Ia型超新星（SNe Ia）可能是由等级三星系统中的Lidov-Kozai（LK）振荡触发的碳氧白矮星（WD）合并而产生的。然而，预测的合并率比观察到的SNe Ia率低几个数量级。低预测率可以部分归因于这样一个事实，即许多潜在的WD合并祖系统，具有高的相互轨道倾角，合并或相互作用之前的WD阶段。最近，证据表明，存在的出生踢赋予WD的一个典型的震级为0.75公里/秒。在三元组中，反冲改变了相互的倾角，并在一般情况下增加了外轨道偏心率，使三元组在后期进入活跃的LK状态，并避免了WD合并或相互作用前的问题。恒星经过三重星系时也会产生类似的效果。然而，这两个过程也可以破坏三重。在本文中，我们定量研究的影响WD踢和飞越率WD合并使用详细的模拟。我们发现，WD反冲和飞掠联合作用使预测的WD合并率增加了约2.5倍，从而得到约1.1 e-4 Msun^-1的时间积分率。尽管有了显著的提高，但预测的速率仍然比观测到的约1 e-3 Msun^-1低一个数量级以上。然而，许多系统的不确定性仍然存在于我们的计算中，特别是潜在的贡献，从更紧密的三重，动态不稳定的系统，由于WD踢未绑定的系统，和四重系统。
2019-07-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Direct Statistical Constraints on the Natal Kick velocity of a Black Hole in an X-ray Quiet Binary
近年来，少数“暗”双星被发现有一个不发光的紧凑物体。天体测量和径向速度测量的明亮的同伴，使我们能够测量后超新星的轨道要素，这样的二元。在本文中，我们开发了一个统计形式主义，使用这样的测量来推断前超新星的轨道要素，和出生踢所赋予的超新星（SN）。我们应用这种形式主义，最近发现的X射线安静的二进制与黑洞，VFTS 243，在大麦云云。假设各向同性，麦克斯韦分布上的出生踢和使用广泛的不可知的质量先验，我们发现，踢速度可以被约束到$V_k < 72$公里/秒和分散的踢分布$σ_k < 68 $公里/秒，在90%的置信度。我们发现不能排除布劳反冲，并且在超新星爆发期间至少丢失了大约$0.6 M_{\odot}$，置信度为90%。发现前SN轨道分离被鲁棒地约束在$0.3$ AU附近。
2023-01-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Wide binary companions to massive stars and their use in constraining natal kicks
超宽质量双星（轨道间隔$10^3-2\times 10^5$ ~AU）的起源和它们的性质还没有很好的描述和理解。在这里，我们使用第二次盖亚数据发布，以寻找广泛的天体测量同伴银河O-B5恒星共享类似的视差和自行与小学。使用的数据，我们的特点，这样的二进制的频率和属性。我们发现了一个超宽的$4.4\pm0.5$百分比的多重性分数，我们的完整性限制（高达$\approx 17$ ~mag，下降到G-星的距离为0.3-2~kpc，不包括恒星的集群）。次级质量函数通常与克劳帕初始恒星函数一致;如果外推到质量较低的伴星，我们可能会期望得到宽双星分数的$\sim 27\pm5\%$。此外，我们使用这些数据作为验证样本，以测试是否存在超宽双星之间的中子星（NS）和黑洞（BH）。我们建议，发现这样的二进制可以提供独特的约束最弱的出生踢可能的NS/BH。如果一个紧凑的天体形成于一个超宽的双星系统中，并且接收到非常低的出生反冲，这样的双星系统应该作为一个共同的自行双星系统而存在。因此，我们使用盖亚数据来寻找超宽的伴星（正常和毫秒）和X射线双星。我们找不到可靠的配对。未来的数据可能会通过这种方法提供严格的限制。
2019-05-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Revising natal kick prescriptions in population synthesis simulations
出生踢是有争议的问题，并显着影响合并率密度紧凑的对象。在这里，我们提出了一个新的简单的形式主义的中子星（NS）和黑洞（BH）的出生踢。我们将反冲的大小描述为$v_{\rm kick}\propto{}f_{\rm H05}\,{}\,{}m_{\rm ej}\,{}\,{}m_{\rm rem}^{-1}$，其中$f_{\rm H05}$是归一化因子，从麦克斯韦分布中得出，一维均方根速度为$σ=265$ ~km~s $^{-1}$，$m_{\rm ej}$是超新星（SN）喷出物的质量，$m_{\rm rem}$是致密天体的质量。这种形式主义相匹配的自行年轻的银河系双星，可以自然地占核心崩溃SNE的单星，电子捕获SNE和超剥离SNE发生在相互作用的双星之间的差异。最后，我们使用我们的新的kick形式估计的本地合并率密度的二进制NS（$R_{\rm BNS}$），BH-NS二进制（$R_{\rm BHNS}$）和二进制BH（$R_{\rm BBH}$）的基础上，宇宙恒星的形成率密度和金属丰度的演变。在我们的基准模型中，我们发现$R_{\rm BNS}\sim{}600$ ~Gpc $^{-3}$ ~yr $^{-1}$，$R_{\rm BHNS}\sim{}10$ ~Gpc $^{-3}$ ~yr $^{-1}$和$R_{\rm BBH}\sim{}50$ ~Gpc $^{-3}$ ~…
2020-03-19 astro-ph.HE
New constraints on the Bray conservation-of-momentum natal kick model from multiple distinct observations
本研究通过同时对比四个观测约束，约束了Bray动量守恒新生踢动模型中的自由参数α和β，发现仅1%的模型满足所有约束，并给出了最佳参数范围，提出BNS并合率红移演化作为未来关键检验。
2023-03-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
On Neutron Star Natal Kicks in High-Mass X-Ray Binaries: Insights from Population Synthesis
本研究通过收集36个中子星大质量X射线双星的观测数据推导本动速度，结合双星星族合成模拟，确定了匹配观测的双峰麦克斯韦型诞生速度分布，为中子星双星相关研究提供参考。
2025-04-28 astro-ph.HE
Constraints on Weak Supernova Kicks from Observed Pulsar Velocities
对球状星团中的双星和双星的观测表明，至少有一些双星在出生时受到了微弱的出生踢。如果所有的双星都受到强有力的出生撞击，超过\unit [50]{ \kms }，那些出生在球状星团的将主要逃逸，而宽双星将被破坏。另一方面，对孤立射电天体横向速度的观测表明，只有$5\pm2\%$的速度低于\unit [50]{ \kms }。我们探索这种明显的紧张局势与快速二进制人口合成模型。我们提出了一个模型，其中超新星具有典型的低出生踢（例如，电子捕获超新星）只有在祖先恒星通过与伴星的双星相互作用被剥离时才会发生。我们表明，该模型自然地再现了观测到的脉冲星速度分布，而不会减少预测的合并双中子星产额。我们估计，零年龄的电子捕获超新星的非相互作用的祖先的主序星质量范围不应该比${\approx}0.2 M_\odot$宽。
2021-10-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
An Observationally-Derived Kick Distribution for Neutron Stars in Binary Systems
了解中子星（NS）在形成过程中受到的出生踢是模拟大质量双星演化的关键组成部分。出生踢是一个不可或缺的输入参数的人口合成代码，并有影响双NS系统的形成和随后的合并率。然而，所使用的许多标准观测反冲分布是从仅从孤立NS创建的样本中获得的。以这种方式导出的反冲分布高估了固有的NS反冲分布。对于双星中的NS，我们只能直接估计本命反冲对双星系统的影响，而不能直接估计NS本身所受到的本命反冲。在这里，我们第一次提出了一个二元踢分布与低质量的同伴的NS。我们编制了一个目录的145个NS在低质量的双星最好的约束自行，距离和系统的径向速度。对于每个二进制，我们使用三维的方法来估计其二进制踢。我们讨论了这些踢系统形成的影响，并提供了一个参数模型的整体二进制踢分布，用于在未来的理论建模工作。我们比较我们的结果与其他工作孤立的NS和NS的二进制文件，发现NS踢分布适合只使用孤立的双头低估了分数的NS，收到低踢。我们讨论了我们的研究结果对双NS系统建模的影响，并就如何在未来的理论工作中使用我们的结果提供了建议。
2023-03-02 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
State of the field: Binary black hole natal kicks and prospects for isolated field formation after GWTC-2
高级LIGO和高级Virgo新发布的GWTC-2引力波探测目录提供了有关合并二元黑洞（BBH）的自旋幅度和方向的前所未有的信息。值得注意的是，BBH人口的分析表明，存在的双星的组件自旋显着失调，相对于他们的轨道角动量。显著错位的自旋通常被预测为与通过标准的共同包络（CE）演化形成的孤立场不一致，因此是致密星团内动态双星形成的“确凿证据”。在这里，我们探讨了LIGO/Virgo对自旋轨道不对准的观测是否确实排除了BBH完全通过标准CE演化在该领域形成的可能性。特别是，我们试图了解是否，通过改变出生踢黑洞接收形成后，我们可以调用CE的情况下，自洽地解释所观察到的自旋分布和合并率的BBH。我们发现，如果孤立的黑洞出生时具有小的出生自旋，那么通过CE形成的BBH需要极端的出生踢，以匹配观察到的BBH人口，速度分散$σ= 9.7^{+26.7}_{-5.9}\times10^2\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$和$σ>260\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$在99%的可信度。为了避免这种情况下，我们认为，有必要假设孤立的黑洞出生与非零出生自旋，一个或多个替代渠道有助于观察到的BBH人口，和/或其他不可预见的机制，产生大的自旋轨道不对准的领域。
2021-11-05 astro-ph.HE gr-qc
Natal kicks of compact objects
本文介绍了超新星爆发形成的致密天体的natal踢动速度特征，阐明其与超新星物理的关联及在引力波探测、微引力透镜观测等天体物理领域的重要研究价值。
2025-10-29 astro-ph.HE
Proper Motion and Natal Kick in the Galactic Black Hole X-ray Binary AT2019wey
该研究利用2020与2023年VLBI数据测量AT2019wey的三年自行，并结合Monte Carlo模拟估计潜在踢速度，推断其黑洞更可能源于超新星爆发而非直接坍缩。
2025-03-27 astro-ph.HE
Neutron star kicks and implications for their rotation at birth
本文提出中子星可能因偏心原生踢动而获得自转，建立模型并用银河系脉冲星观测数据约束踢动位置，发现偏心距离约2.03 km，为超新星模拟提供参考。
2023-10-30 astro-ph.HE
The impact of electron-capture supernovae on merging double neutron stars
出生踢是关于双中子星（DNS）形成的最有争议的问题之一。几个观测和理论结果表明，一些DNS已经形成了低出生踢（$\lesssim{}50$ km s $^{-1}$），这可能是由于电子捕获超新星（ECSNe）。我们调查的影响ECSNe形成的DNS通过人口合成模拟。特别是，我们假设一个麦克斯韦速度分布的natal踢诱导ECSNe与一维均方根$σ_{\rm ECSN} = 0,7,15,26,265$公里s $^{-1}$。DNS的总数与$σ_{\rm ECSN}$成反比，并且DNS合并的数量对于相对较低的kick较高。如果我们假设共包线喷射的效率低（由参数$α=1$描述），则该效应特别强，而对于共包线喷射的效率高（$α=5$），该效应仅是温和的。在大多数模拟中，超过50%的合并DNS的祖先经历至少一个ECSN，并且ECSN几乎总是二元系统中发生的第一个SN。最后，我们考虑了所有中子星都受到低出生反冲（$\lesssim{}50$ ~km~s $^{-1}$）的极端情况。在这种情况下，DNS的数量增加了十倍，通过ECSN的合并DNS的百分比被显著抑制（$<40$ %）。
2018-11-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
SNe Kicks in Hierarchical Triple Systems
大多数大质量恒星，如果不是全部的话，都是双星配置或更高的倍数。这些大质量恒星经历超新星爆炸，以黑洞或中子星的形式结束生命。最近的观测表明，中子星，甚至可能是黑洞，在诞生时都会受到巨大的速度冲击。这种出生踢和突然的质量损失可以显着改变系统的轨道配置。在这里，我们推导出一般的分析表达式，描述的影响，出生踢二进制分层三重系统。我们探讨了几个概念验证的应用，如黑洞和中子星双星和X射线双星与恒星或超大质量黑洞（SMBH）的同伴在一个广泛的轨道。踢可以破坏层次结构，尽管很难逃脱SMBH的势阱。一些双星系统确实逃离SMBH系统，导致超高速双星系统。此外，踢可以导致增加或减少轨道分离。减少轨道间隔可能会对这些天体物理系统产生重大影响。例如，缩小分离后超新星反冲可以导致内部致密双星的缩小，然后可能通过引力波（GW）发射合并。这一过程产生了一颗超新星，紧接着可能是一个GW-LIGO事件。有趣的是，我们发现，出生踢可以导致外轨道收缩，和二进制可能会越过第三洛希极限，打破了内部的二进制。因此，在SMBH伴星的情况下，这一过程可能导致潮汐破裂事件或GW-LISA检测事件与超新星前兆。
2019-01-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Natal kick by early-asymmetrical pairs of jets to the neutron star of supernova remnant S147
本文通过分析超新星遗迹S147的双极形态与中子星踢动速度，提出两对早期不对称喷流对在JJEM框架下分两次贡献了约450 km/s的踢动，并据此估计遗迹年龄为23,000年，从而支持抖动喷流爆发机制。
2025-09-01 astro-ph.HE
Understanding Compact Object Formation and Natal Kicks. IV. The case of IC 10 X-1
河外X射线双星IC 10 X-1引起了人们的关注，因为它可能是迄今为止已知的最大质量恒星质量黑洞（BH）的宿主。在这里，我们考虑所有可用的观测约束条件，并构建其演化历史的时刻之前，形成的BH。我们的分析占最简单的可能的历史，包括三个演化阶段：在核心崩溃，共同的信封（CE）的演变，和BH-氦星二进制祖先的观测系统的演化的二进制轨道动力学。我们得出了完整的一套约束条件的祖系统在不同的进化阶段。具体而言：就在堆芯坍缩事件之前，我们发现BH直接祖源的质量> 31 Msun（置信度为95%，下同）。施加到BH的出生反冲的幅度被限制为< 130 km/s。此外，我们发现Ivanova和Chaichenets最近提出的“焓”形式主义能够解释IC 10 X-1的存在，而不需要调用不合理的高CE效率。用这种物理驱动的形式主义，我们发现，CE效率所需的解释系统是在0.6- 1的范围内。
2014-04-03 astro-ph.HE
Lucky Strikes: On the Origins of GW190814 Through Isolated Binary Evolution
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
研究通过孤立二元演化解释GW190814的形成，发现胎生踢动在形成此类系统中起关键作用，特别是低幅度第一踢动和大第二踢动对轨道偏心率和延迟时间的影响。
2025-11-20 astro-ph.HE
The black hole low mass X-ray binary V404 Cygni is part of a wide hierarchical triple, and formed without a kick
发现V404 Cygni属于宽分层三合星系统，第三伴星距离至少3500 AU，表明黑洞形成时踢动低于5 km/s，并支持三合星结构下的低质量X射线双星演化模型。
2024-04-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
Potential Kick Velocity distribution of black hole X-ray binaries and implications for natal kicks
利用甚长基线干涉测量技术测量了三个黑洞X射线双星的自行。使用这些结果与文献和Gaia-DR 2的数据整理的最佳可用的约束自行，视差，距离和系统的径向速度的16 BHXB，我们确定了他们的三维银河系中心轨道。我们扩展了这一分析，以估计潜在的反冲速度（PKV）的概率分布BHXB系统可以收到的形成。限制BHXB的反冲提供了对黑洞（BH）诞生机制的深入了解。反冲对BH-BH并合速率、并合位置和双星演化也有显著的影响，并可能导致BH双星系统中的自旋-轨道错位。我们系统的$75\%$具有潜在的反冲$>70\,\rm{km~s^{-1}}$。这表明，强烈的反冲，因此自旋轨道错位可能是常见的BHXB，在其功率密度谱中观察到的准周期性X射线的变化。我们使用贝叶斯分层方法来分析BHXB人群的PKV分布，并建议平均值为$107\pm16\,\rm{km~s^{-1}}$的单峰高斯模型是统计学上有利的拟合。这种相对较高的PKV也会减少可能保留在球状星团中的黑洞数量。我们发现BH质量和PKV之间没有显着的相关性，表明BH质量和BH出生机制之间缺乏相关性。我们的Python代码允许估计任何具有足够观测约束的系统的PKV。
2019-08-27 astro-ph.HE
Evidence from high mass X-ray binaries that Galactic WR components of WR+O binaries end their life with a supernova explosion
对至少含有一个黑洞（BH）成分的双星的理论布居数的研究显然取决于黑洞在形成过程中是否受到（出生）踢。几个观测事实似乎表明，黑洞在形成过程中确实受到了一次反冲。在本文中，我们将讨论更多的证据。具有BH成分（BH HMXB）的风馈高质量X射线双星（HMXB）的祖先是WR+OB双星，其中沃尔夫-拉叶（WR）星最终坍缩并形成BH。从观察到的人口WR+OB双星在太阳附近，我们预测人口的风喂养BH HMXB作为BH出生踢的函数。模拟结果显示，当WR星坍缩成BH时，我们预计在太阳附近会有100个或更多的风馈BH HMXB，而只有一个被观察到（天鹅座X-1）。我们认为这是一个证据，无论是WR组件在双星结束其生命作为一个中子星或他们崩溃成BH都伴随着超新星爆炸赋予显着的（出生）踢。
2020-03-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
A Black Hole Kicked At Birth: MAXI J1305-704
本文通过分析低质量X射线双星MAXI J1305-704的轨迹和观测参数，推断其黑洞形成时至少受到70 km/s的诞生踢动，为黑洞也存在诞生踢动提供了证据。
2023-07-19 astro-ph.HE
Natal Kicks and Time Delays in Merging Neutron Star Binaries - Implications for r-process nucleosynthesis in Ultra Faint Dwarfs and in the Milky Way
合并的中子星双星是重r过程核合成的主要候选源。重r-过程物质的数量与物质抛射和合并率一致，遗迹放射性物质的丰度表明，重r-过程物质是在罕见的事件中产生的。对可能的macronovae的观测为这个模型提供了进一步的支持。不过，一些担忧依然存在。一个是在超暗矮星（UFD）星系中观测到重r过程元素。UFD的逃逸速度是如此之小，以至于在中子星诞生时发生的出生撞击可能会将这样的双星从UFD中弹射出来。此外，UFD的旧恒星星族要求r-过程核合成必须在很早的时候发生，而致密双星可能需要几个Gyr才能合并。这最后一个问题也出现在银河系内，在一些低金属丰度的恒星中观察到了重r过程物质。我们在这里表明，由于相当一部分中子星双星的形成与一个非常小的自行，这些将不会被弹出，甚至从UFD。此外，这些双星中有很大一部分在几百万年内合并，在某些情况下，合并时间甚至短于一百万年。这种“快速合并”的人口解释了UFD和银河系中重r过程材料的出现。
2016-09-02 astro-ph.HE
A concordance model of neutron star kicks
California Institute of Technology（加州理工学院）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Mani L. Bhaumik Institute for Theoretical Physics（马尼·L·巴乌米克理论物理研究所）
本研究构建中子星出生踢的协调模型，结合Gaia和Be+NS双星及孤立脉冲星数据，发现双峰分布可统一解释各群体，并预测低速踢仅占10%但主导双星形成，且约束了前身星及三星系统存活率。
2026-11-03 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Neutron Star - White Dwarf Binaries: Probing Formation Pathways and Natal Kicks with LISA
本文利用双星族群合成预测LISA可探测约百个中子星-白矮星双星，并表明其偏心率和啁啾质量分布可用于研究中子星诞生踢动与公共包层演化，同时探讨了射电对应体识别前景。
2024-04-09 astro-ph.HE gr-qc
The role of natal kicks in forming asymmetric compact binary mergers
本研究使用COSMIC代码探究不对称致密双星并合的演化路径，发现第二颗致密天体坍缩时的natal kick是决定此类系统并合的关键，从而解释了不对称NSBH系统比BBH系统并合更频繁的原因。
2023-07-27 astro-ph.HE gr-qc
A kinematically constrained kick distribution for isolated neutron stars
本文通过脉冲星轨道偏心率约束中子星诞生踢速度，提出对数正态分布（μ=6.38，σ=1.01），并质疑文献中的双峰性结论。
2025-07-03 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Understanding Compact Object Formation and Natal Kicks. III. The case of Cygnus X-1
近年来，越来越多的银河系X射线双星获得了精确的观测约束。结合自行测量，我们可以重建X射线双星的完整演化历史，追溯到致密天体形成的时候。在本文中，我们提出了持久的X射线源天鹅座X-1，考虑到所有可用的观测约束的第一次研究。我们的分析占三个演化阶段：轨道演化和运动通过银河系的潜力后，形成的黑洞（BH），和二元轨道动力学的核心崩溃的时候。我们发现，BH直接祖的质量是$15.0 - 20.0$ M $_\sun$，并在核心崩溃的时候，BH有可能收到一个小的反冲速度$\le 77$ km s $^{-1}$在95%的置信度。如果BH祖先质量小于$\sim 17$ M $_\sun$，则需要一个非零的出生反冲速度来解释天鹅座X-1目前观察到的性质。由于黑洞只从伴星的恒星风中吸积了质量，因此可以忽略的吸积质量不可能解释观测推断的$a_* > 0.95$的黑洞自旋，而这种极端黑洞自旋的起源必须与黑洞形成本身有关。在BH形成之后，我们发现BH伴星是一颗$19.8 - 22.6$ M $_\sun$主序星，以$4.7 - 5.2$天的周期绕BH运行。此外，最近的观测表明BH伴星目前是超同步的。这种超同步性表明，与通常采用的强度相比，BH伴星上的潮汐强度至少要弱两倍。
2012-01-04 astro-ph.HE
A Two-Stage Kick Scenario for the Peculiar LMXB GX 1+4
针对特殊低质量X射线双星GX 1+4的高本动速度与低偏心率矛盾，提出AIC框架内诞生踢动加延迟电磁火箭踢动的两阶段机制，蒙特卡洛模拟定量约束踢动速度并成功解释观测特征。
2025-09-25 astro-ph.HE
Constraints on Natal Kicks in Galactic Double Neutron Star Systems
自1975年Hulse和Taylor发现第一个双中子星（DNS）系统以来，目前在我们的银河系中有8个已确认的DNS。对于每个系统，测量了两颗中子星的质量、轨道半长轴和偏心率，并且知道了一半系统的自行。使用轨道参数和运动学信息，如果有的话，作为所有系统的约束条件，我们调查的第二个出生的中子星的直接祖质量和它在出生时收到的超新星踢的大小，主要目标是了解导致中子星形成的核心坍缩机制。与以前的研究相比，我们使用了一种新的方法来解决与观测系统的未知径向速度相关的不确定性。PSR B 1534 +12和PSR B 1913 +16的反冲星等分别为150 - 270 km/s和190 - 450 km/s（95%置信度），第二出生中子星的祖星质量分别为1.3 - 3.4 Msun和1.4 - 5.0 Msun（95%置信度）。这表明第二颗出生的中子星是由两个系统中的铁核坍缩超新星形成的。另一方面，PSR J 0737 -3039的反冲星等仅为5 - 120 km/s（95%），第二颗出生的中子星的祖星质量为1.3 - 1.9 Msun（95%）。由于相对较低的祖星质量和反冲星等，PSR J 0737 -3039中第二颗出生的中子星的形成可能与大质量O - Ne - Mg白矮星的电子捕获超新星有关。对于其余5个星系的DNS，反冲震级从几十到几百km/s不等，第二个形成的中子星的祖星质量可以低至~1…
2010-08-13 astro-ph.HE
On the role of supernova kicks in the formation of Galactic double neutron star systems
在这项工作中，我们重点研究了一组银河系双中子星（DNS）系统，这些系统具有$ \gtrsim 1$日的长轨道周期和$\lesssim 0.4$的低偏心率。这些轨道参数的特点是用来约束的演化过程中的祖双星和超新星（SN踢的第二个出生的NS）。由于原始双星演化过程中的质量传递是高度非保守的（旋转相关的），DNS系统的形成涉及到一个双氦星双星相，在第一个NS形成之前，共同包层（CE）演化开始。在CE演化过程中，用氦星而不是NS星驱逐施主包层时，双星轨道能量明显增大，这有助于解释长周期DNS系统的形成。在NS诞生时的SN反冲会导致偏心轨道甚至双星系统的破裂，低偏心率要求DNS在第二次坍缩时接受小的出生反冲。与观测到的DNS双星轨道参数的总体分布相比，我们认为大多数DNS系统中的第二个出生NS都受到较小的出生反冲，麦克斯韦弥散速度小于$ 80 \,\rm km\,s^{-1} $，这可以对SN爆炸过程提供一些约束。DNS二进制文件的质量分布也作了简要讨论。我们认为，旋转相关的质量传递模式和我们的研究结果，SN踢应该应用到大质量的双演化和人口合成的研究。
2018-10-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraints to neutron-star kicks in High-Mass X-ray Binaries with Gaia EDR3
中子星大质量X射线双星（NS HMXB）中的所有中子星祖先都经历了一次超新星事件，这可能导致一次重大的出生反冲，影响整个双星系统的运动。盖亚空间天文台进行了一次具有精密天体测量精度的深度光学测量，包括位置和自行，可用于研究NS HMXB的出生踢。我们的目标是调查所观察到的银河系NS HMXB人口和量化的踢到他们的NS的幅度，并强调各种HMXB类型之间可能出现的任何差异。我们对银河系NS HMXB进行了普查，并将现有的X射线，光学和红外探测与盖亚早期数据发布3数据库进行了交叉匹配。我们检索它们的视差、自行和径向速度（如果可用），并根据视差测量的质量进行选择。然后，我们计算出它们相对于银河系旋转参考系的特有速度，包括它们各自的质量和周期，我们通过马尔可夫链蒙特卡罗模拟的轨道经历超新星事件估计它们的踢速度。我们推断了35个NS HMXB的后踢分布。在用麦克斯韦统计描述踢流分布的不确定性尝试之后，我们发现观察到的NS踢流最好由平均$116^{+18}_{-15}$ km.s $^{-1}$的Gamma分布再现。我们注意到，超巨星系统往往有更高的反冲速度比Be高质量X射线双星。奇异速度与非简并伴星质量平面的关系暗示了类似的趋势，超巨星系统具有独立于伴星质量的更高的奇异速度。
2022-06-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
