相互作用短周期大质量双星系统的详细模型
太阳与恒星天体物理
2022-03-14 v2
摘要
约四分之一的大质量双星在两个恒星核心均燃烧氢期间经历质量转移,先是在热时标上,随后在核时标上。核时标质量转移导致了可观测的对应体:半相接的所谓大质量Algol双星。然而,针对这些系统的综合模型预测很少。我们使用恒星演化代码MESA计算的大型网格(约10,000个详细双星演化模型)研究它们,覆盖初始施主星质量在10-40 M之间、初始轨道周期高于1.4 d,金属丰度适合大麦哲伦云(LMC)。我们的模型意味着LMC中约1,000个核心氢燃烧O型星双星中,约有30个(约3%)目前处于半相接阶段。我们的施主星模型比相同质量和有效温度的单星亮达25倍,这与观测到的Algol星一致。将我们的模型与观测到的轨道周期和质量比进行比较,表明某些系统中质量转移相当保守,而另一些系统中则效率很低。除了所考虑的最低质量外,这通常由我们依赖于自转的质量转移算法很好地再现。观测反映了在半相接阶段施主星表面氮增丰的缓慢增加,直至达到CNO平衡。我们还研究了在施主星核心氢耗尽后我们模型的性质,此时这些模型对应于Wolf-Rayet/氦+OB星双星。对大质量Algol系统的专门光谱巡天可能允许推导热时标质量转移效率对双星参数的依赖关系,以及恒星内部半对流混合的效率。这将是迈向可靠的双星模型直至超新星和致密天体形成的关键一步。
引用
@article{arxiv.2111.03329,
title = {Detailed models of interacting short-period massive binary stars},
author = {K. Sen and N. Langer and P. Marchant and A. Menon and S. E. de Mink and A. Schootemeijer and C. Schürmann and L. Mahy and B. Hastings and K. Nathaniel and H. Sana and C. Wang and X. T. Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.03329},
year = {2022}
}
备注
Accepted for publication in A&A (December 6, 2021)