双中子星的形成与GW170817的起源
高能天体物理现象
2018-12-27 v1
摘要
第一例中子星-中子星并合由LIGO/Virgo在很久以前（11 Gyr）发生大部分恒星形成的星系中探测到。LIGO/Virgo估计本地宇宙NS-NS并合率为110-3840 Gpc^-3 yr^-1。仅有某些极端演化模型能在年老宿主星系中产生与LIGO/Virgo估计一致的NS-NS并合率。然而，我们表明这些模型产生的速率超过了基于银河系大量NS-NS双星得出的经验银河系NS-NS并合率。通常，当前演化模型产生的NS-NS并合率与银河系经验率一致。但这些模型在年老宿主星系中产生的本地宇宙NS-NS并合率低于LIGO/Virgo估计。这一张力背后的原因是恒星形成与NS-NS并合之间预测的延迟时间分布偏向于短延迟。演化模型产生通用的陡峭幂律NS-NS延迟时间分布。这限制了年老宿主星系中的NS-NS并合率。然而，我们表明该分布与银河系NS-NS双星的观测一致；其中50%显示出极长的并合时间（远长于哈勃时间）。一旦将模型分布与银河系盘中持续 prolonged（10 Gyr）的恒星形成卷积，则20-70%（依模型而定）的预测NS-NS族显示出极长的当前银河系并合时间。尽管NS-NS双星主要以短延迟时间形成，许多短延迟系统已并合并未存续至今，而长延迟系统存活下来并贡献于当前银河系NS-NS族。本研究凸显了当前演化预测与在年老宿主星系中观测到首例NS-NS并合之间的张力。
引用
@article{arxiv.1812.10065,
title = {Binary neutron star formation and the origin of GW170817},
author = {K. Belczynski and T. Bulik and A. Olejak and M. Chruslinska and N. Singh and N. Pol and L. Zdunik and R. O'Shaughnessy and M. McLaughlin and D. Lorimer and O. Korobkin and E. P. J. van den Heuvel and M. B. Davies and D. E. Holz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.10065},
year = {2018}
}
备注
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