通过测光变率探测分离黑洞双星
星系天体物理
2024-09-25 v4 高能天体物理现象
太阳与恒星天体物理
摘要
理解黑洞(BH)性质与其前身星之间的联系在天体物理许多分支中颇具意义。发现与发光伴星(LC)处于分离轨道中的 BH 有望助力绘制此图,因为 LC 与 BH 前身星应具相同金属丰度与形成时间。我们探讨了利用 LC 流量由潮汐椭变、相对论性束流与自透镜引发的测光变化来探测分离轨道 BH-LC 双星的可能性。我们使用双星种群合成创建了银河系(MW)中分离 BH-LC 双星的逼真当代种群,其中采用了受观测启发的初始恒星与双星性质、恒星形成史,以及基于细致宇宙学模拟的这些源在 MW 中的当代分布。我们通过纳入 Gaia 与 TESS 任务各自的细致探测偏倚以及星际消光,检验了这些源经测光变率的可见性。我们发现,依测光精度与超新星物理细节不同,Gaia 预计可分辨 300–1,000(700–1,500)个 SNR>10(1)的分离 BH–LC 双星。类似地,TESS 可分辨的 BH–LC 双星数目约为 50–200(140–350)。我们发现 Gaia 与 TESS 间共有 136^{+15}_{-15} 个 BH–LC 双星。此外,约 60–70(50–200)个可通过 SNR>10 测光识别的 BH–LC 双星也可能由 Gaia 的视向速度(天体测量)分辨。
引用
@article{arxiv.2310.16891,
title = {Detecting Detached Black Hole binaries through Photometric Variability},
author = {Chirag Chawla and Sourav Chatterjee and Neev Shah and Katelyn Breivik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.16891},
year = {2024}
}
备注
23 pages, 17 figures, and 2 tables; Accepted for publication in The Astrophysical Journal