细致建模下的双黑洞形成：稳定质量转移导致更低并合率
高能天体物理现象
2021-12-08 v3 太阳与恒星天体物理
摘要
快速双星族合成代码常用于研究致密天体双星的演化。它们通常依赖于单星演化轨道的解析拟合，以及对交互演化阶段（例如热时标质量转移、动力学不稳定性的判定和共同包层）的参数化模型，而这些对预测双星归宿至关重要。这些过程可在如MESA等恒星结构与演化代码中更细致地实现。为评估此类改进的影響，我们将快速双星族合成代码COSMIC预测的模型与通过质量转移和共同包层处理运行MESA模拟的模型进行比较。我们发现，在形成路径、并合双黑洞的轨道周期与质量比以及由此产生的并合率方面，结果存在显著差异。在COSMIC中共同包层演化是主导形成通道，而在我们的MESA模型中稳定质量转移占主导。取决于黑洞施主质量以及质量转移和共同包层物理，在亚太阳金属丰度下，COSMIC将双黑洞并合数量高估了2--35倍，其中显著部分具有比使用细致MESA模型形成的双黑洞短数个数量级的并合时间。因此我们发现，来自孤立双星快速族合成的某些双黑洞并合率预测可能被高估了约5--500倍。我们得出结论：对引力波观测的解释需要使用对这些交互双星阶段的细致处理。
引用
@article{arxiv.2107.05702,
title = {Binary Black Hole Formation with Detailed Modeling: Stable Mass Transfer Leads to Lower Merger Rates},
author = {Monica Gallegos-Garcia and Christopher P L Berry and Pablo Marchant and Vicky Kalogera},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.05702},
year = {2021}
}
备注
17 pages (13 main text), 5 figures, ApJ, in press