疏散星团中的致密双星形成II：低质量星团中Gaia NS形成的困难
太阳与恒星天体物理
2024-05-20 v3 星系天体物理
高能天体物理现象
摘要
Gaia任务为搜索未参与双星相互作用的致密双星（以下简称惰性致密双星）提供了机会，并发现了包含一个黑洞（BH）或一个中子星（NS）的双星，分别称为“Gaia BH”和“Gaia NS”。我们评估了Gaia BH和NS是否可以通过动力学相互作用在疏散星团中形成。为了获得大量类似于Gaia BH和NS的惰性致密双星，我们对总质量为1.2×10^8 M_⊙的大量疏散星团进行了引力N体模拟。这些星团具有不同的质量、金属丰度、密度和双星比例。我们发现，对于任何星团参数，疏散星团形成Gaia BH的效率（10^{-6}-10^{-5} M_⊙^{-1}）远高于形成Gaia NS的效率（≲10^{-7} M_⊙^{-1}）。这与观测结果非常不一致，因为报告的Gaia BH和NS数量分别为3和21。此外，我们关闭了10^4个质量各为10^3 M_⊙的疏散星团中的NS natal kicks，以便在疏散星团中保留大量NS。然后，疏散星团形成源自原始双星而非通过动力学相互作用形成的惰性NS双星。这意味着，如果没有NS natal kick，Gaia NS主要形成于孤立场中，而不是在疏散星团中。我们得出结论：Gaia BH可以主要形成于疏散星团中，但Gaia NS不能。
引用
@article{arxiv.2404.01731,
title = {Compact Binary Formation in Open Star Clusters II: Difficulty of Gaia NS formation in low-mass star clusters},
author = {Ataru Tanikawa and Long Wang and Michiko S. Fujii},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.01731},
year = {2024}
}
备注
11 pages, 8 figures, accepted for publication in The Open Journal of Astrophysics