The Contribution of Disrupted Dense Star Clusters to Gaia's Compact Object Binaries
University of Toronto（多伦多大学）；Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto（加拿大理论天体物理研究所，多伦多大学）；McMaster University（麦克马斯特大学）；Instituto Galego de Física de Altas Enerxías, Universidade de Santiago de Compostela（加利西亚高能物理研究所，圣地亚哥-德孔波斯特拉大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）
通过模拟瓦解的致密星团，预测银河系中约3×10^5颗白矮星、1.5×10^5颗黑洞和1×10^3颗中子星与明亮伴星组成的双星，并评估盖亚探测能力。
2026-06-18 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Creation/destruction of ultra-wide binaries in tidal streams
本文利用统计方法和$N$体方法探讨了一种新的形成超大间距双星（$> 0.1\,{\rm pc}$）的机制，这种双星的起源还不清楚。在这里，超宽双星是通过不相关的恒星偶然被困在混乱的星团潮汐流中而产生的。结果表明：（i）超宽双星的形成并不局限于星团的寿命，而是在母体完全破裂后继续形成;（ii）超宽双星的形成速率与潮汐尾的局部相空间密度成正比;（iii）超宽双星的半长轴分布在$a\ll D$处的尺度为$p(a)d a\sim a^{1/2}d a$，其中$D$是平均星际距离，以及（vi）偏心率分布接近于热$p(e)d e= 2 e d e$。由于超宽双星的结合能较低，它们可以被平滑的潮汐场和通过的子结构破坏。潮汐涨落在平均场上占主导地位的时间尺度与团块的局部密度成反比。蒙特卡罗实验表明，潮汐蒸发的双星遵循$a\gtrsim a_{\rm peak}$的$p(a)d a\sim a^{-1}d a$，即奥皮克定律，其峰值半长轴随时间收缩为$a_{\rm peak}\sim t^{-3/4}$。与此相反，平滑的银河势在潮汐半径处引入了急剧的截断，$p(a)\sim 0$在$a\gtrsim r_t$处。年轻星系团的标度关系表明，大多数超宽双星产生于低质量系统的破坏。球状星团流可能是数百个超宽双星的诞生地，使它们成为探测银河系晕中团块的理想实验室。
2020-12-11 astro-ph.GA
Disrupted Globular Clusters and the Gamma-Ray Excess in the Galactic Centre
费米大面积望远镜提供了最详细的高能伽马射线对银河系中心（GC）的看法。除了星际辐射和点源贡献外，数据还表明存在剩余的弥散伽马射线过剩。它的空间分布与预期的暗物质轮廓相似，这导致有人声称这可能是暗物质粒子湮灭的证据。在这里，我们调查的另一种解释，信号起源于毫秒星（MSP）形成的密集的球状星团和沉积在GC作为集群螺旋和潮汐破坏的结果。我们使用半解析模型来计算银河系中球状星团的形成、迁移和破裂。我们的模型再现了核星团的质量和现今球状星团的径向和质量分布。对于第一次，我们计算的MSP从整个银河系的年龄中断球状星团的演变，并始终包括MSP自旋下降由于磁偶极断裂的影响。最终的伽马射线振幅和空间分布与费米观测结果吻合良好，并为GC过剩提供了一个自然的天体物理解释。
2018-01-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Dynamics in Nuclear Stellar Clusters: The Impact of Collisions and Disrupted Binaries
Princeton University（普林斯顿大学）；The Hebrew University of Jerusalem（耶路撒冷希伯来大学）
研究核星团中恒星碰撞、双星破裂等对恒星分布及紧密束缚轨道恒星丰度的影响，通过模型得出不同质量超大质量黑洞周围恒星的情况，突出碰撞对极端质量比吸积盘形成的挑战，应用于银河系中心与观测相符并做了相关估计和预测。
2026-07-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Galactic Distribution of Fragments Formed from Tidally Disrupted Stars
大约每隔$10^4$年，就会有一颗恒星足够靠近银河系中心的超大质量黑洞Sgr A*，被黑洞的潮汐力拉开。然后，恒星被“意大利面条化”成一条长长的物质流，其中大约一半与Sgr A* 结合，另一半则不结合。在这个流，当地的自重力占主导地位的潮汐场的Sgr A*，这在最低限度限制流到一个小的有限宽度。当流从绝热膨胀冷却并开始重组时，剩余的自引力允许行星质量的碎片沿着流的长度形成;这些碎片然后以一定的速度射入星系，最快的速度为~ 10%c。我们确定这些碎片的相空间分布的一个现实的合奏恒星中断，随着在太阳附近的碎片的局部密度。我们发现，由Sgr A* 产生的~ $10^7$碎片在其一生中在银河系内积累，还有来自其他星系的~ $10^7$碎片位于银河系的1 Mpc范围内，离我们太阳最近的碎片平均距离为500 pc。
2017-07-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
Dynamical evolution of stellar binaries in galactic centers
University of Toronto（多伦多大学）；Canadian Institute for Theoretical Astrophysics（加拿大理论天体物理研究所）；Institute for Advanced Study（高等研究院）
本文更新了星系中心恒星双星动力学演化模型，发现矢量共振弛豫与路过恒星扰动显著增加双星潮汐收缩发生率，且收缩使恒星免于碰撞而形成紧密双星。
2025-11-04 astro-ph.GA
The M-$σ$ relation from the disruption of binaries from the galactic bulge
我们提出了一个新的解释众所周知的$M_{\bullet}-σ$关系。在一个三轴势双星系统中，当其混沌轨道位于一个包含$\sim100$倍于超大质量黑洞质量的球体内时，它们被超大质量黑洞潮汐扰动的概率是有限的。结果，其中一个成分失去能量，本身可能会潮汐地分裂并吸积到SMBH上。更重要的是，获得能量的另一个组件返回到凸起，并使其多余的能量与环境平衡，从而改变动力学温度，从而改变速度分散。我们建立了一个数学模型，并发现它的结果与观察到的关系是一致的。
2020-05-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
LISA Galactic Binaries in the Roman Galactic Bulge Time-Domain Survey
本文评估 Roman 银河核球时域巡天对 LISA 短周期白矮星双星的探测前景，预测基线设计或发现约 5 个分离型系统，并有 ≥20% 概率探测核球距离处的已知基准双星。
2022-12-30 astro-ph.GA gr-qc
Binary Disruption by Massive Black Holes: Hypervelocity Stars, S Stars, and Tidal Disruption Events
我们研究是否被破坏的双星可以燃料黑洞的增长。在这个机制中，潮汐破裂产生了一颗高速喷出的超高速恒星（HVS）和一颗束缚在黑洞上的前伴星。在一个由束缚恒星组成的星团形成后，轨道扩散使得黑洞能够以与捕获率相当的速度通过潮汐破裂来吸积恒星。在银河系中，HVS和S星团意味着双星分裂的相似速率为10^{-5}-10 ^{-3} yr^{-1}。这些利率是一致的，在附近星系的潮汐破坏率的估计，并意味着显着的黑洞增长从破坏双星10 Gyr的时间尺度。
2012-03-29 astro-ph.GA
Chemodynamics of metal-poor wide binaries in the Galactic halo: Association with the Sequoia event
最近，越来越多的宽双星被发现。通过广泛的调查和有针对性的观察，他们的化学和动力学性质进行了研究。然而，这些宽双星的形成还远不清楚，尽管已经提出了几种方案。为了研究这些系统的化学成分，我们分析了属于星系晕的三个宽双星对的高分辨率光谱。总的来说，另外三个候选人从我们的原始样本的11个候选人在不同的分辨率观察到各种仪器被驳斥为共同移动对，因为他们的径向速度显着不同。在我们的宽双星样本中，我们发现在动力学性质（自行和视线速度）和化学成分中的对组件之间的同质性。对于每个宽联星对来说，它们的金属丰度分别为-1.16、-1.42和-0.79 dex [Fe/H]，这使得这些恒星处于文献报道的宽联星中贫金属的一侧。特别是，在我们的样本中最贫金属的对（WB 2 = HD 134439/HD 134440）显示出比银河系场星更低的[ $α$ /Fe]丰度比，这是吸积物体的明显特征。我们还证实，这一广泛的双股非常相似的恒星和球状星团与红杉事件的轨道特性。因此，WB 2似乎是在矮星系环境中形成的，随后溶解在银河系晕中。虽然其他两个宽双星出现从不同的形成机制，我们的研究结果提供了一个新的机会，了解宽双星的形成和银河系的组装过程。
2021-08-19 astro-ph.GA
Triple Disruptions in The Galactic Centre: Captured and Ejected Binaries, Rejuvenated Stars, and Correlated Orbits
大质量黑洞（MBH）对双星的破坏通常会导致MBH周围的一个组件被捕获，并以高速喷射其伴星，可能会产生超高速恒星。观测到的高比例的三重态（F/G/K星的$\sim10$ %和OB星的$\sim50$ %）引起了MBH破坏三重态的可能性。在这里，我们研究这种情况，并使用直接的$N$体积分来跟踪数千个三重体的轨道，在它们被MBH（$4\times10^6$ M $_\odot$，类似于银河系中心存在的MBH; SgrA $^*$）破坏期间和之后。我们发现，三重破坏可以导致几种结果，我们讨论了它们的相对频率。除了单颗恒星的抛射/捕获，类似于双星破裂的情况，三重破裂的结果包括超高速双星的抛射; MBH周围双星的捕获;两个或所有三重组件之间的碰撞（具有足够低的速度，可能导致它们合并）;以及在MBH附近的近轨道上捕获两颗甚至三颗恒星。在一个单一的中断事件中捕获的单星的轨道被发现是相关的。被捕获/抛出的双星的相互轨道的偏心率通常被激发到更高的值。被捕获/抛出的双星的恒星演化可能会导致它们的合并/强相互作用，并在SgrA * 周围的轨道上形成超高速蓝离散星或合并残余物。最后，捕获接近MBH的双星可以补充和增加MBH附近的双星频率，否则它是非常低的。
2011-09-11 astro-ph.GA
Population of the Galactic X-ray binaries and eRosita
到目前为止，银河系X射线双星的数量大多是用中等灵敏度的硬X射线测量来探测的。eRosita飞行任务将首次提供2-10千电子伏能量范围内的全天空灵敏X射线测量，X射线双星在该能量范围内发射大部分通量，并发现这些天体中尚未观测到的低光度群体。在本文中，我们简要地回顾了目前的限制X射线光度函数的高质量和低质量的X射线双星，并提出了我们自己的分析的基础上的INTEGRAL 9年银河系巡天，这产生了改进的限制。根据这些结果，我们估计了eRosita全天空调查中要检测到的新XRB的数量
2014-05-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Double tidal disruptions in galactic nuclei
一颗接近大质量黑洞（MBH）的近径向轨道上的恒星，如果足够接近MBH，就会受到潮汐干扰。在这里，我们将探讨发生了什么双星的质量中心接近MBH近径向轨道。与MBH的相互作用经常导致两颗恒星的顺序被打乱。我们认为，这样的事件可能产生的光变曲线是从那些单一的中断，如两个局部极大值可能的功能有很大的不同。来自MBH的潮汐力也可以导致双星的碰撞;这些合并的产物可以形成高度磁化的恒星，其随后的潮汐破坏可能使喷流迅速形成。
2015-05-20 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Transits and Lensing by Compact Objects in the Kepler Field: Disrupted Stars Orbiting Blue Stragglers
开普勒的第一个重大发现是两个在其领域内绕恒星运行的热物体。这些可能是恒星的核心，每一个都被伴星侵蚀或破坏。这颗伴星是今天被监测到的恒星，很可能是从它现在已经不复存在的伙伴那里获得了质量，可以被认为是一颗蓝离散星。KOI-81几乎可以肯定是稳定质量转移的产物; KOI-74也可能是，或者它可能是通过三体相互作用产生的蓝色离散星的第一个明确的例子。我们表明，质量传递双星是常见的开普勒应该发现~1000白矮星轨道主序星。大多数，像KOI-74和KOI-81，将通过凌日被发现，但许多将通过引力透镜和凌日的组合被发现，而透镜将占主导地位的一个子集。事实上，由白矮星引起的一些事件会出现“反凌日”的现象--即，从被监测恒星接收到的光量的短暂增强。透镜和其他质量测量方法提供了一种区分白矮星双星和行星系统的方法。这对开普勒的主要任务的成功很重要，因为白矮星的半径与类地行星的半径相似，并且一些白矮星的轨道周期将使它们处于其恒星同伴的宜居带。通过识别凌日和/或透镜白矮星，开普勒将对白矮星和质量转移的终态进行开创性的研究。它还可以识别轨道上的中子星或黑洞。KOI-74和KOI-81的发现所激发的计算对地基宽场勘测以及未来的天基勘测具有影响。
2010-02-16 astro-ph.GA astro-ph.SR
Linking the fate of massive black hole binaries to the active galactic nuclei luminosity function
大质量黑洞双星的结构形成的层次模型的背景下，自然预测。设法失去大部分角动量的双星可以合并形成一个残余物。在这一过程的最后阶段，黑洞经历了一个非常响亮的引力波发射阶段，可能被当前和未来的探测器探测到。理论上的努力，以获得一个连贯的物理图片的二元路径，以合并仍在进行中。在本文中，我们第一次利用活动星系核演化的观测研究来约束气体驱动的双星衰变的效率。在保守的假设下，我们发现气体吸积到核黑洞可以有效地导致任何质量的双星形成在高红移（> 2）的合并在当前的时间。观测到的吸积黑洞光度函数的“缩小”趋势进一步表明，气体流入足以驱动轻黑洞向下合并，即使它们在较低的红移下结合在双星中，对于~ 1000万太阳质量的双星，z~0.5，对于~ 100万太阳质量的双星，z~0.2。这对未来天基引力波实验中合并黑洞双星的探测率有很大的影响。
2015-02-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
New Galactic $β$ Lyrae-type Binaries Showing Superorbital Photometric Cycles
我们目前发现的32个新的双周期变量（DPVs）位于朝向银河系的隆起。我们在光学引力透镜实验项目公布的近50万颗双星中发现了这些天体。有了这一发现，我们将银河系中已知的DPV数量增加了2倍。新的DPV包含31个食双星和一个椭球变星。轨道周期从1.6天到26天不等，而长周期则在47天到1144天之间。我们的分析证实了轨道和长周期之间的已知相关性，这也在麦哲伦云的类似系统中观察到。
2021-11-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
Black Hole Spin-Orbit Misalignment in Galactic X-ray Binaries
在黑洞X射线双星中，黑洞的自旋轴和轨道角动量之间的不对准可能发生在超新星爆炸形成致密物体的过程中。本文提出了银河系黑洞X射线双星的布居合成模型，研究了失准角的概率密度函数及其与模型参数的关系。在我们的模型中，我们还考虑了由于物质吸积到黑洞在X射线二元阶段的失准角的演变。决定X射线双星失准角的主要因素是黑洞在形成时可能受到的出生反冲。然而，大的反冲倾向于破坏双星，而小的反冲允许XRB的形成，并且自然选择具有小未对准角的系统。我们的计算预测，大多数（>67%）的银河场BH XRB具有相当小（>10度）的失准角，而一些系统可能达到高达90度甚至更高的失准角。这一结果在所有的种群合成模型中是稳健的。小错位角的假设被广泛用于观测估计黑洞自旋幅度，我们第一次能够证实这一假设使用详细的人口合成计算。
2010-01-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Multiple Paths to Merger of Unequal-Mass Black Hole Binaries in the Disks of Active Galactic Nuclei
本文系统研究AGN盘内不等质量黑洞双星早期轨道演化，揭示顺行与逆行双星在旋近速率、偏心率演化和质量比变化上的显著差异，为未来引力波观测提供理论依据。
2025-05-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Accelerating global parameter estimation of gravitational waves from Galactic binaries using a genetic algorithm and GPUs
本文提出利用遗传算法结合GPU加速信号模拟，从LISA全频段重叠信号中快速提取银河系双星最佳拟合解，并省去MCMC预热阶段，在笔记本GPU上实现每个信号2秒的贝叶斯后验计算。
2023-07-07 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
Confusing binaries: the role of stellar binaries in biasing disk properties in the Galactic Center
银河系中心（GC）超大质量黑洞（SMBH）附近的年轻恒星群体对恒星形成理论提出了一个意想不到的挑战。对这些恒星的动力学测量揭示了一个恒星盘结构（明显的20%盘成员），这为这些神秘的年轻恒星的起源提供了重要线索。然而，许多明显的磁盘属性是很难解释的，包括低磁盘成员分数和高偏心率，考虑到这个人口的年轻。到目前为止，所有推导这个圆盘性质的努力都是基于一个简单的假设，即GC上的恒星都是单星。然而，恒星双星在我们的银河系中很普遍，最近的调查表明，它们在银河系中心也可能很丰富。在这里，我们表明，在磁盘中的二进制文件可以在很大程度上改变磁盘的表观轨道特性。双星成员的相互运动增加了一个速度分量，这可以与GC中SMBH周围的速度大小相媲美。因此，忽略双星的贡献可以显着改变推断的恒星的轨道属性。虽然星盘的方向不受影响，但视星盘的2D宽度增加到约11.2度，与观测到的宽度相似。对于一群以零偏心率绕SMBH运行的恒星，未计的双星将产生一个平均为0.23的宽的视偏心率分布，这与观测到的星盘中恒星的平均偏心率是一致的。我们认为，这种高偏心率值，这构成了理论上的挑战，可能是一个人工制品的双星。最后，我们的研究结果表明，实际的磁盘成员可能会显着高于一个推断的意见，忽略了二进制的贡献，减轻了另一个理论挑战。
2018-01-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
S-stars in the Galactic center and hypervelocity stars in the Galactic halo: two faces of the tidal breakup of stellar binaries by the central massive black hole?
本文研究了在星系晕中发现的超高速星（HVS）与在银心（GC）中运动的S-星之间的联系，假设它们都是由中心大质量黑洞（MBH）对同一群双星的潮汐分裂的产物。通过采用几种双星注入MBH附近的假设模型并进行数值模拟，我们了解了双星的潮汐破碎过程及其后续演化。我们发现，在某些二元注入模型下，检测到的HVS和S星的许多统计特性都可以再现，并且如果恒星初始质量函数头重脚轻（例如，斜率约为-1.6）。被捕获的伴星总数约为50个，质量在3- 7 Msun之间，半长轴<4000 AU，并在主序星寿命内存活到现在。最里面的一个预计有一个半长轴~300-1500 AU和近心距离~10-200 AU，有很大的概率比S2更接近MBH。未来对这样一颗更近的恒星的探测将为广义相对论提供一个重要的检验。大多数幸存的S-星的抛射伴星预计位于银心距离<~20 kpc，日心径向速度约为-500-1500 km/s，自行约为5-20 mas/yr。未来对这些HVS的探测将为S星的潮汐破裂形成机制提供证据。
2013-10-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Mining for Candidates of Galactic Stellar-mass Black Hole Binaries with LAMOST
利用大天区面积多目标光纤光谱望远镜（LAMOST）的光谱数据，研究了寻找具有恒星质量黑洞和非致密可见伴星的黑洞（BH）双星系统的前景。利用恒星合成布居模型和银河系BH双星轨道参数的分布，模拟了银河系BH双星的布居，并确定了其光学可见度。通过将BH双星的可见性与LAMOST的探测灵敏度进行卷积，我们预测通过低分辨率的非时域调查可以发现$\gtrsim$ 400个候选BH双星，而通过LAMOST正在进行的中等分辨率的时域光谱调查可以发现$\sim$ 50-350个候选BH双星。大多数候选者都是短周期（0.2-2天）的双星，有M-、K-、G-或F-型伴星，其中47%的$\sim$的质量函数（BH质量的下限）大于3 $M_{\odot}$。通过用其他光度测量/分光测量或后续观测补充LAMOST分光测量数据，可以确认这些候选天体。因此，通过对LAMOST数据的研究，可以大大增加动力学证实的黑洞双星的样本，从而加深对黑洞质量分布和恒星演化模型的理解。
2019-10-02 astro-ph.GA astro-ph.SR
Galactic-scale Feeding Reveals Warped Hypermagnetized Multiphase Circumbinary Accretion Around Supermassive Black Hole Binaries
本研究通过星系尺度物质补给的模拟，揭示了超大质量黑洞双星周围超磁化、多相、偏心扭曲的环双星吸积盘及双极磁塔状外流，深化了对双星演化真实吸积条件的理解。
2025-04-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Population Synthesis of Galactic Be-star Binaries with A Helium-star Companion
LB-1最初被认为是一个非常大质量（$ \sim 70 M_\odot $）的黑洞，但最近被认为是一个包含Be星和He星的后质量转移双星。本文利用双星布居合成方法模拟了Be $ - $ He双星在银河系中的可能布居。祖先双星演化过程中的质量转移过程对确定Be $ - $ He双星的可能性质起着至关重要的作用。通过构建一系列具有显著不同的传质效率的物理模型，我们获得了Be $ - $ He双星在当前时期的组分质量和轨道周期的预测分布。特别是，我们表明，LB-1很可能已经演变通过非保守的质量转移，如果它确实是一个$ - $他系统。我们估计有超过$ 10^{3} $ Be $ - $ He双星的V波段视星等比LB-1亮。
2020-12-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
Ultra-compact X-ray binaries in the Galactic Bulge
我们模拟了银河系膨胀区超致密X射线双星（UCXB）的数量和特征。主要目的是将结果与即将从银河系膨胀巡天（GBS）获得的数据进行比较，以了解形成情景，特别是核心坍缩超新星速率，共同包层演变和动力学相互作用，以及二元初始质量函数。我们使用二进制人口合成代码和详细的恒星演化轨迹，结合观测的11个已知的UCXB。我们预测有几百个微弱的UCXB，周期为20-40分钟，可以被GBS探测到。
2013-02-01 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Merging Binaries in the Galactic Center: The eccentric Kozai-Lidov mechanism with stellar evolution
大多数，如果不是全部的话，在这个领域的恒星诞生在双星配置或更高的多重性系统。在致密的恒星环境中，如银河系中心（GC），许多恒星也被认为是双星。这些双星系统形成了等级分明的三体系统，大质量黑洞（MBH）是第三个遥远的天体。预计双星通过所谓的“偏心Kozai-Lidov”（EKL）机制经历大幅度的偏心率和倾角振荡。这些偏心激发与主序星后恒星演化相结合，可以驱动内双星的合并。我们研究的合并恒星双星的内部0.1 pc的GC所造成的引力扰动，由于MBH。我们运行了大量的蒙特卡罗模拟，包括轨道的长期演化，广义相对论岁差，潮汐和后主序星恒星演化。我们发现，大约13%的初始双星群体将在几百万年后合并，大约29%在几十亿年后合并。这些预期的合并系统代表了GC中一类新的天体，我们推测它们与G2类天体和年轻的恒星星族有关。
2016-05-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Maximum speed of hypervelocity stars ejected from binaries
最近发现的超高速星（HVS）作为晚型B星和HVS候选G/K矮星提出了它们的起源的重要问题。在这封信中，我们调查的最大可能的速度，这样的HVS，如果他们是从二进制的不对称超新星爆炸破坏产生的。我们发现，HVS高达~770和~1280公里/秒是可能的银河系的休息框架，从这种情况下，这两个子类的HVS，分别。我们的结论是，虽然一个二进制的起源不能很容易地解释所有观测到的速度的B型HVS（与他们提出的中央大质量黑洞的起源），它确实可以占绝大多数（如果不是全部）最近检测到的G/K-矮星HVS候选人。
2015-01-05 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Lifetime of short-period binaries measured from their Galactic kinematics
由于相当一部分恒星是在多个系统中，双星在恒星演化中扮演着至关重要的角色。在短周期（<1天）的二元特征中，年龄仍然是最难测量的。在本文中，我们通过短周期双星的运动学约束其寿命。利用盖亚数据发布2的运动学信息和{ \it广域红外勘测探测器}（WISE）的光变曲线，我们研究了作为体积有限的主序样本运动学函数的食二进制分数。我们发现食双星分数在切向速度为$10^{1.3-1.6}$ km/s处达到峰值，并向低速和高速端减小。这意味着厚盘星和晕星的食双星比薄盘星小$\gtrsim 10$倍。这是进一步支持的食双星分数对银河系纬度的依赖性。使用银河系模型，我们表明我们的结果与任何已知的二元分数对金属丰度的依赖性不一致。相反，我们的最佳拟合模型表明，这些短周期双星的形成延迟了0.6-3 Gyr，消失的时间小于厚盘的年龄。$\gtrsim0.6$ Gyr的延迟形成时间意味着这些短周期主序星双星不能由前主序星相互作用和Kozai-Lidov机制单独形成，并表明磁制动在它们的形成中起着关键作用。因为我们的样本的主序列寿命长于14 Gyr，如果短周期双星在老人口中的消失是由于其有限的寿命，我们的研究结果意味着大多数（$\gtrsim90$ %）短周期双星在我们的样本合并在其主序列阶段。
2020-03-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
Galactic Super-Accreting X-ray Binaries as Super-PeVatron Accelerators
研究提出银河系超吸积X射线双星可作为Super PeVatron，其跨相对论喷流或风能把质子加速至数PeV以上，并可通过超高能γ射线晕和星云探测。
2025-07-28 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Stellar binaries in galactic nuclei: tidally stimulated mergers followed by tidal disruptions
研究了星系核团中双星与大质量黑洞的相互作用。我们认为双星的高度偏心轨道周围的MBH的变化，由于随机的引力相互作用与其他恒星的核星团。轨道的近心点进行随机游走，我们考虑的情况下，这种随机游走慢慢地带来的二进制的希尔斯潮汐分离半径（所谓的空损失锥制度）。然而，我们发现，在大多数情况下，预期的分离并没有发生，而是二进制的成员合并在一起。这是因为双星的偏心率是由与MBH的潮汐相互作用激发的，并且双星内部偏心率的相对偏移量远远超过其内部半长轴。这经常会使近心点间距减小到低于典型恒星直径的值，这会导致相当一部分这样的双星合并（在我们的数值实验中是$\gtrsim 75\%$）。恒星潮汐不会明显改变合并的总速率，但会使双星循环，导致低偏心率、低撞击速度合并的比例很大。一些恒星合并的产物将在$\sim 10^6$年内被MBH潮汐性地破坏。如果合并强烈地增强了合并产物的磁场，这个过程可以解释在一些潮汐破裂事件中观察到的快速相对论性喷流形成。
2017-03-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Black Hole Binaries in Galactic Nuclei and Gravitational Wave Sources
恒星型黑洞双星是地面探测器探测引力波最有希望的源之一。位于星系中心的核星团（NC）被认为是大质量黑洞（MBH）的避难所，并被其他星系组成部分（如星系凸起）的引力势所束缚。由于黑洞数密度和速度弥散度高，这种NCs环境为BH-BH双星的引力辐射俘获形成提供了有利条件。我们进行了详细的数值研究的形成BH双星的NC使用一系列的N体模拟等质量的情况下。没有引入质量分离。我们导出了双星形成率与影响半径以外恒星系统速度色散的标度关系，并通过对先进探测器探测距离内星系群的双星形成率进行积分，估算了单位共动体积的黑洞双星形成率，从而估算了预期的探测率。我们发现对于银河星系，每个星系核的BH-BH双星的总形成率为10^（-10）/年，并且与MBH的质量M^（3/28）有微弱的依赖关系。我们估计先进的LIGO/Virgo的探测率为0.02-14/年，考虑到几个因素，如动力学演化的NC，恒星的数量密度的变化和MBH的质量范围给出的不确定性。
2015-02-12 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Fate of Binaries in the Galactic Center: The Mundane and the Exotic
银河系中心（GC）被一个超大质量黑洞（SMBH）人马座A $^*$的引力所控制，并被怀疑包含相当数量的双星。这样的双星与SMBH形成等级三元组，经历偏心Kozai-Lidov（EKL）演化，这可能导致双星同伴的共同轨道的高偏心率激发。这种效应会导致恒星碰撞或罗什叶交叉，以及由于潮汐耗散而导致的轨道收缩。在这项工作中，我们研究了这样的双星系统的动力学和恒星演化，特别是关于双星的后主序星演化。我们发现大多数双星（~75%）最终分离成单星，而其余的双星（~25%）经历共同的信封演变和/或恒星合并的阶段。这些天体可以产生许多不同的奇异结果，包括再生恒星、G2类红外过剩天体、剥离巨星、Ia型超新星（SNe）、激变变星（CV）、共生双星（SB）或致密天体双星。我们估计，在250 Mpc半径的球体内，由于这种机制，每年大约有7.5到15个Ia型超新星发生在星系核中，可能被ZTF和ASAS-SN探测到。同样，我们估计，在一个1 Gpc $^3$体积的球体内，每年大约有10到20个紧凑的天体双星形成，它们可能成为引力波源。根据Hoang等人（2018）在星系核中EKL驱动的致密天体双星合并的结果，这种致密天体双星形成率转化为每年约15至30次事件，可被Advanced LIGO检测到。
2019-05-09 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
LISA double white dwarf binaries as Galactic accelerometers
University of Maryland（马里兰大学）；The Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；West Virginia University（西弗吉尼亚大学）；Stanford University（斯坦福大学）
LISA通过双白矮星双星研究银河系加速度对引力波参数估计和物质分布的影响
2026-01-23 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Binaries migrating in a gaseous disk: Where are the Galactic center binaries?
银河系中心内弧秒的大质量恒星与所谓的热彗星具有类似的性质。这些年轻的恒星大多数都有高度偏心的轨道，可能不是在原地形成的。有人提出，这些恒星获得目前的轨道，从潮汐中断紧凑的大质量双星分散向中央附近的超大质量黑洞。假设一个双星形成在一个薄的气体盘超过0.1 pc的中心对象，我们调查的相关性磁盘卫星相互作用硬化的结合能的二进制，并推动其向内迁移。一颗质量相等的大质量双星在向中心黑洞迁移时，被发现缠绕得更紧。迁移时间尺度与相同质量的单星卫星非常相似。双星的硬化是由于在希尔半径内的恒星后面形成了螺旋尾巴。我们表明，硬化时标主要是由二进制的希尔半径内的气体的质量，它是远远短于迁移时标。我们讨论了一些影响的二进制的硬化过程。当密近双星中质量较大的（主）成分通过超新星爆炸喷射出大部分质量时，它们的副恒星可能会达到一定的偏心率和倾角。这样的过程可能会提供一个替代的统一方案的起源的中央集群和S-星在银河系中心以及高速恒星的运动学性质的星系晕。
2010-11-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
On the Origin of Highly Ionized X-ray Absorbers Detected in the Galactic X-ray Binaries
对银河系X射线双星（XRB）的X射线观测揭示了许多高度电离的金属吸收线。然而，目前还不清楚这些谱线是由双星固有的热星际介质（ISM）还是星周介质（CSM）产生的。在这里，我们提出了一个钱德拉X射线吸收线研究的28个观测的12个X射线双星，重点是NeIX和FeXVII线。我们报告的第一次检测到这些线在大量的观察。我们没有发现显着的依赖性的线等效宽度的距离上的XRB，但我们看到弱依赖于源X射线光度。我们还发现，十二个选定的目标中有两个表现出强烈的NeIX吸收剂的时间变化。虽然两种离子种类之间的线比表明与ISM的先前预测一致的温度，但与ISM的两个理论模型比较显示观察到的柱密度显著高于预测。另一方面，XRB的光电离提供了合理的数据拟合。我们的研究结果表明，这些X射线吸收剂的一个显着的部分可能起源于热气体固有的X射线双星，ISM作出很小，如果不是可以忽略不计的贡献。我们简要地讨论了银河系热气体含量的研究的意义。
2013-12-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
A detection pipeline for galactic binaries in LISA data
银河系被怀疑包含数以亿计的白矮星系统，其中很大一部分的轨道周期足够小，可以为空间引力波探测器（如激光干涉仪空间天线（LISA））发射引力辐射。LISA的主要科学目标是探测宇宙学事件（超大质量黑洞合并等）。然而，来自星系的引力信号将是数据的主要贡献-包括仪器噪音-在大约二十年的频率。可探测的双星系统目录将成为研究银河系的无与伦比的手段。此外，为了最大限度地从任务中获得科学回报，数据必须从银河系前景中“清除”。我们将提出一种算法，可以准确地解决和减去>10000这些来源的模拟数据提供的模拟LISA数据挑战任务组。利用引力波频率的时间演化，我们将重建恢复的双星的位置，并展示LISA如何对银河系中的整个致密双星群体进行采样。
2011-06-30 astro-ph.GA gr-qc
The Evolution of Inclined Binary Black Holes in the Disks of Active Galactic Nuclei
本文首次通过三维高分辨率局部剪切盒流体力学模拟，研究AGN盘内不同倾角双黑洞的演化，发现逆行双星收缩更快且会被驱动至共面，并穿越可激发大偏心率的倾角区间，从而可能促进并合。
2023-10-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Fast coalescence of massive black hole binaries from mergers of galactic nuclei: implications for low-frequency gravitational-wave astrophysics
我们调查一个纯粹的恒星动力学解决方案的最后秒差距问题。由大合并产生的星系核不是球形的，但显示出一定程度的三轴性。与$N$体模拟，我们表明，大规模的黑洞二进制（MBHB）主办的，他们将不断与恒星的向心轨道，从而螺旋-在远小于哈勃时间-下降到分离时，引力波（GW）的排放是足够强大的驱动他们合并。这种聚结将是未来星载探测器（如{ \it激光干涉仪空间天线}（LISA））的重要GW源。根据我们的研究结果，我们预计LISA将看到$\sim 10$之间的$\sim {\rm few} \times 10^2$这样的事件每年，这取决于特定的MBH种子模型，在最近的星系合并树和MBH共同进化的研究。使用$e \gtrsim 0.001-0.01$，LISA带中的轨道偏心率将与零明显区分开。
2011-02-23 astro-ph.GA gr-qc
Gravitational-wave emission from compact Galactic binaries
紧凑的银河系双星，其中至少有一个成员是白矮星或中子星构成了未来低频空间引力波（GW）天文台的大多数单独可检测的源;他们也形成了一个未解决的连续体，占主导地位的银河系前景低于几兆赫的频率。由于电磁观测的缺乏，迄今为止，大多数对银河双星种群的研究都是基于种群合成模拟。然而，最近的调查报告了几个新的检测白矮星双星，提供了新的限制人口估计。在这篇文章中，我们评估了相互作用的白矮星双星的局部密度对未来GW观测的影响。具体而言：我们考虑了五种解释这些密度的方案，对相互作用系统的形成有不同的假设; 2我们模拟了分离和相互作用的白矮星双星的相应种群; 3我们估计了单独可探测的GW源的数量和混淆噪声前景的大小，正如具有5-和1-Mkm臂的天基探测器所观察到的那样。我们证实了先前的估计数以千计的分离二进制检测，但项目只有几十到几百个相互作用的系统检测。这种减少部分是由于我们的检测前景的评估，基于迭代识别和减去明亮的光源相对于仪器和混淆噪声。我们还证实了早期的估计的混淆噪声前景，除了在一种情况下，解释较小的局部密度的相互作用系统与较少数量的祖分离系统。
2012-10-09 astro-ph.GA astro-ph.SR gr-qc
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
Gravitational-Wave Signatures from Compact Object Binaries in the Galactic Center
几乎每个星系的中心都有一个超大质量黑洞（SMBH），包括银河系。最近的研究表明，这些独特的地方预计将拥有大量的恒星和紧凑的物体双星。这些二元体与SMBH形成分层三重系统，并经历偏心的Kozai-Lidov（EKL）机制。在这里，我们估计潜在的引力波发射从这些紧凑的物体的激光干涉仪空间天线（LISA）和激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和处女座探测器的频带内的可探测性。我们产生一个后EKL人口的明星在洛希极限交叉的发病，并按照他们的演变紧凑的对象二进制。作为概念验证，我们采用了两个金属丰度，太阳金属丰度（$Z = 0.02$）和它的$15\%$（$Z = 0.003$）。我们证明，在观测时间尺度的LISA，黑洞双星（BH-BH）和白矮星双星提供了最突出的GW源通过EKL辅助合并渠道。涉及中子星的系统不太容易观测到，但可能通过不同的合并渠道丰富。我们的BH-BH与$Z = 0.02$（$Z = 0.003$）的群体合成转化为每年与LIGO在1 ${\rm Gpc}^3$球体内的$\sim$ $4$（$24$）事件。我们还估计在我们银河系中心（可能还有其他星系）的内秒差距内，在LISA波段可见的双星数量约为14 - 150 WD-WD，0 - 2 NS-BH，0.2 - 4 NS-NS和0.3 - 20 BH-BH。
2021-05-07 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
New Dynamical Channel: Wide Binaries in the Galactic Center as a Source of Binary Interactions
该研究提出银河系中心500pc内的宽双星可通过邻近恒星引力作用激发高偏心率进而发生近星点相互作用的新动力学通道，给出四类相互作用通道并预测了不同类型相互作用双星的数量及相关天文现象。
2023-10-04 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Kinematic constraints on the ages and kick velocities of Galactic neutron star binaries
本研究通过追踪银河系双中子星在银河系中的运动轨迹，结合蒙特卡洛方法估计运动学年龄，发现其轨道偏心率与初始踢出速度密切相关，并约束了其踢出速度分布峰值约为40-50 km/s。
2024-07-18 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Galactic and extragalactic probe of dark matter with LISA's binary black holes
本研究探讨LISA任务通过双黑洞啁啾质量变化探测银河系及河外暗物质的能力，明确不同暗物质类型下的探测距离，并指出零结果仍可排除部分暗物质参数空间。
2025-01-16 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The delayed time distribution of massive double compact star mergers
为了研究一般双星种群的时间演化，特别是在星系演化背景下的双致密双星和合并，最直接的方法显然是在星系化学演化代码中实现详细的双星演化模型。据我们所知，布鲁塞尔银河系化学演化代码是唯一一个完全一致的帐户的重要影响，相互作用的双星的化学演化的预测。用一个没有明确包含双星的银河系代码，如果这些合并的延迟时间分布（DTD）可用，那么双致密双星和合并的人口的时间演化可以以合理的精度进行估计。Ia型超新星的DTD在过去的十年中得到了广泛的研究。本文给出了双中子星双星和中子星与黑洞混合系统的合并的双元差分方法。后者的合并是非常有前途的网站，为生产的r-过程的元素和DTDs可以用来研究这些元素的星系演化的代码，不明确占二进制。
2016-03-10 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Recovering Injected Astrophysics from the LISA Galactic Double White Dwarf Binaries
本研究通过模拟双白矮星双星群体，利用贝叶斯分层推断恢复公共包层抛射效率，证明该方法可有效约束未来LISA观测中的双星形成过程。
2025-01-24 astro-ph.GA astro-ph.SR gr-qc
Fast resolving Galactic binaries in LISA data and its ability to study the Milky Way
本文提出一种利用先前数据定义先验的加速搜索方法，基于GBSIEVER管道在LISA数据中快速分辨双白矮星双星，显著缩短搜索时间并保持对银河系结构的探测能力，同时提出了确认探测的信噪比阈值。
2023-09-12 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Rapid and Bright Stellar-mass Binary Black Hole Mergers in Active Galactic Nuclei
激光干涉引力波天文台（LIGO）发现了双黑洞双星发射引力波的直接证据。星系核被认为是恒星质量黑洞的聚集地。这些黑洞中的相当一部分（$\sim30\%$）可以存在于双星系统中。我们研究了活动星系核中的黑洞双星的命运，它们被困在中心超大质量黑洞周围的吸积盘的内部区域。我们表明，二进制黑洞可以迁移到磁盘内，然后迅速合并以及在一个萨尔皮特时间。双星也可能从盘中吸积大量的气体，远高于爱丁顿速率。这可能导致可检测的X射线或伽马射线发射，但需要具有几个百分比辐射效率的超爱丁顿吸积，与薄盘相当。我们讨论了引力波观测和黑洞人口研究的影响。我们估计，先进的LIGO可能会检测到$\sim20$这样，气体诱导的二元合并每年。
2016-12-17 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Tidal disruptions of separated binaries in galactic nuclei
几个星系已经展示出X射线耀斑，这与中央超大质量黑洞对恒星的潮汐破坏相一致。在这个过程的理论处理中，通常假设恒星最初相对于黑洞处于近似抛物线的轨道上。这样的假设导致最简单的近似为热光度的$t^{-5/3}$衰减，这确实与这种耀斑的光变曲线采样相对较差相一致。我们指出，还有另一种制度，其中的衰变将是不同的：如果一个二进制的潮汐分离和恒星，仍然接近孔最终潮汐中断从一个中等偏心率的轨道，衰变较慢，典型的$\sim t^{-1.2}$。因此，对这种耀斑的光变曲线进行仔细取样可以区分这些过程，并深入了解双星和星系中心的单星的动态。我们使用三体模拟和分析处理来探索这个过程，并讨论当今X射线探测和未来引力波观测的后果。
2012-04-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Galactic Gravitational wave foreground
我提出了一个概述的银河双星，形成前景的欧空局/美国宇航局激光干涉仪空间天线（LISA）。目前已知的人口进行了讨论，以及当前和不久的将来，将发现新的系统的大规模调查。介绍了LISA数据可用时可以进行的天体物理学研究，特别注意核查双星、整个银河系的人口、中子星和黑洞双星以及球状星团中的源。我讨论了与电磁观测的协同作用，并纠正了与Nelemans（2006 a）相比，在光学中可以发现的LISA系统数量估计中的错误，并得出结论，至少有数百个系统应该是可检测的。
2009-01-13 astro-ph.GA astro-ph.SR gr-qc
An Electromagnetic Signature of Galactic Black Hole Binaries That Enter Their Gravitational-Wave Induced Inspiral
富含气体的星系合并会导致黑洞双星，由于周围气体的动力学摩擦而合并。一旦双星的史瓦西半径小于10^3，它的合并就由引力波（GW）的发射驱动。我们发现，这种转变一般发生在轨道周期约1-10年，轨道速度V为几千公里/秒，与气体的供应率非常弱的依赖性（V成比例的Mdot^{1/8}）。因此，当双星进入它们的GW主导的螺旋时，它们不可避免地在任何相关类星体的宽发射线中引起大的周期性偏移。由于它们的寿命要短得多，在更紧密的结构中找到一个双星的概率为V^{-8}。在数月至数十年的时间尺度上对类星体的宽发射线进行系统监测，可以为LISA的GW源的预期速率设定下限。
2009-12-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
