Gaia ID 3425577610762832384 的一种可能形成场景：三重公共包层内的内双星并合
太阳与恒星天体物理
2025-01-10 v1 高能天体物理现象
摘要
最近，一个被确认的非相互作用黑洞双星，Gaia ID 3425577610762832384（以下简称G3425），包含一个落入质量间隙的黑洞（约3.6 M☉），且轨道近乎圆形，这对经典双星演化和超新星理论提出了挑战。在此，我们提出G3425起源于一个通过三重公共包层（TCE）演化的三合星系统。G3425的前身星最初可能由三颗恒星组成，质量分别为1.49 M☉、1.05 M☉和21.81 M☉，内轨道周期为4.22天，外轨道周期为1961.78天。随着演化进行，第三星充满其洛希瓣，导致TCE。我们发现，内双星旋入产生的轨道能量作为额外能量用于抛射公共包层（CE），在我们的计算中约占结合能的97%。这意味着外轨道只需消耗少量轨道能量即可成功抛射CE。TCE的结果是一个由内双星并合产生的2.54 M☉并合体和一个成功抛射CE的7.67 M☉氦星组成的双星，轨道周期为547.53天。产生的TCE后双星（PTB）的轨道周期比成功抛射的经典双星CE的轨道周期大1-2个数量级。在后续模拟中，我们发现成功抛射的氦星有44.2%的概率形成黑洞。在非完全回落形成黑洞的情况下，抛射质量为2.6 M☉，且具有相对较低的诞生速度（11^{+16}_{-5} km/s 到 49^{+39}_{-39} km/s），该PTB可以在银河系中形成G3425。
引用
@article{arxiv.2501.05139,
title = {A possible formation scenario of the Gaia ID 3425577610762832384: inner binary merger inside a triple common envelope},
author = {Zhuowen Li and Xizhen Lu and Guoliang Lü and Chunhua Zhu and Helei Liu and Jinlong Yu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.05139},
year = {2025}
}
备注
12 pages, 4 figures, 1 table, accepted for publication in The Astrophysical Journal Letter