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任意偏心率双星质量转移的解析模型及其在三恒星系统中的应用

太阳与恒星天体物理 2019-02-27 v3

摘要

大多数关于双星系统质量转移的研究都假设在洛希瓣溢出开始时轨道为圆形。然而,有理论和观测迹象表明质量转移可能发生在偏心轨道中。特别是,偏心率可能由超新星爆发期间的突然质量损失和速度冲量产生,或层级三体系统中的Lidov-Kozai(LK)振荡产生,或更一般地,由多星系统中的长期演化产生。然而,当前的偏心质量转移解析模型面临一个问题:它们仅在极高偏心率极限下定义良好,而在较低偏心率和圆轨道情况下失效。这为在此类模型植入双星及更高阶种群合成代码中造成了主要障碍,而种群合成代码是研究大量系统长期演化的有用工具。在此,我们提出一个新的解析模型来描述经历保守质量转移的双星长期轨道演化。我们模型的主要改进在于质量转移速率是轨道相位的平滑变化函数,而非以近星点为中心的δ函数。因此,我们的模型原则上对任意偏心率都有效,从而克服了先前工作的主要局限。我们将模型实现为一个易于使用且公开可用的代码,可作为将我们的模型植入种群合成代码的基础。我们研究了该模型在若干圆形与偏心双星以及经历LK振荡的三星应用中的含义。

关键词

引用

@article{arxiv.1812.05624,
  title  = {An analytic model for mass transfer in binaries with arbitrary eccentricity, with applications to triple-star systems},
  author = {Adrian S. Hamers and Fani Dosopoulou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1812.05624},
  year   = {2019}
}

备注

Minor changes to match ApJ publication. 16 pages, 10 figures. Code can be found at https://github.com/hamers/emt