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大质量碰撞风双星 WR 20a 的多波段研究:快速自转 LIGO 双黑洞并合的可能前身星

高能天体物理现象 2022-12-07 v1

摘要

WR 20a 是银河系中已知质量最大的近距双星。它由两颗 \approx80 M_\odot 的沃尔夫-拉叶星组成,位于疏散星团 Westerlund 2 中,周期短至 \approx3.7 天。因此,WR 20a 为我们提供了一个独特的实验室,用于研究目前尚不确定的双星演化与致密天体形成物理,以及研究大质量食双星系统中的风碰撞区。我们利用深度 Chandra 观测研究了两颗沃尔夫-拉叶星之间风碰撞区的时间变率,并生成了覆盖其轨道周期约 \approx2/3 的 X 射线光变曲线。我们发现 X 射线光变曲线是不对称的,其中一个峰的流量比另一个峰大 2.5σ\sigma。这种不对称性可能是由两颗恒星的不对称质量损失或由于系统异常快速自转导致的风碰撞区不对称性造成的。与 TESS 和 ASAS-SN 测量的光学光变曲线相比,X 射线光变曲线在相空间中也发生了偏移。此外,我们通过模拟两颗恒星生命终结时预期产生的双黑洞并合,探索了该系统的最终命运。我们得出结论,该系统将演化为 LIGO 快速自转双黑洞并合事件前身星子总群的代表。

关键词

引用

@article{arxiv.2212.02514,
  title  = {A Multiwavelength Study of the Massive Colliding Wind Binary WR 20a: A Possible Progenitor for Fast-Spinning LIGO Binary Black Hole Mergers},
  author = {Grace M. Olivier and Laura A. Lopez and Katie Auchettl and Anna L. Rosen and Aldo Batta and Kathryn F. Neugent and Enrico Ramirez-Ruiz and Tharindu Jayasinghe and Patrick J. Vallely and Dominick M. Rowan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2212.02514},
  year   = {2022}
}

备注

13 pages, 5 figures, submitted to ApJ