稳定质量转移使二元系统能靠近的根本限制塑造了二元黑洞合并的性质

质量转移是形成各种类天体的关键过程，包括合并的二元黑洞（BBHs）和中子星。轨道演化取决于吸积多少质量以及散失多少角动量——这两个是二元演化的主要不确定因素。尽管存在这些未知数，我们仍证明了一个根本限制存在，即即便通过稳定质量转移（SMT），二元星系也只能靠得很近，这一限制对轨道演化不敏感。基于包含黑洞吸积体和巨型星 companion 的相互作用系统的详细演化模型，我们展示，即便在由于L2外流导致的极端收缩情况下，post-interaction轨道也始终宽于 $\sim10R_{\odot}$。趋势向更窄轨道演化的系统会变得不稳定，导致恒星相互合并。这一分离限制直接影响BBH合并的性质：延迟时间（$\gtrsim1 \rm Gyr$）以及来自氦星系潮汐自转的高速黑洞。 在高金属度下，SMT通道可能因Wolf-Rayet风而严重抑制。分离限制的原因在于恒星结构，而非二元物理。如果轨道在质量转移过程中变得太窄，便会触发动力学不稳定，这是由于剩余赠予包层因其接近平坦熵值分布而快速膨胀所致。可实现的最窄分离距离来自于核心He燃烧（$\sim8-15R_{\odot}$）和主序星赠予者（$\sim15-30R_{\odot}$），而Hertzsprung位于赠予者导致更宽的轨道（$\gtrsim30-50R_{\odot}$）且为非合并型BBHs。这些结果及质量转移稳定性由赠予星内部成分分布所支配。因此，致密二元星的形成是对化学混合在恒星中起作用的敏感探针。我们提出一种简单的质量转移稳定性处理方法，以再现详细结果。