开放星团中双星压缩体合并速率密度：黑洞、中子星与白矢星

研究星系中星团内的致密体双星合并现象对于理解星演化和动力学相互作用至关重要。相较于星团团，开放星团在宇宙演化过程中更为丰富，但此前针对质量约为 $10^3$ 太阳质量以下的低质量星团的研究主要聚焦于双星黑洞（BBH）或黑洞-中子星（BH-NS）双星。其他致密双星（如白矢星）的合并现象同样重要，作为类型 Ia 超新星和快速射电脉冲信号的前体体。我们对三个质量分别为 $10^2$、$10^3$ 和 $10^4$ 太阳质量的开放星团进行仿真。在质量大于等于 $10^4$ 太阳质量的星团中，BBH 被动力学形成；然而，质量较小的致密双星（如 WD-WD 和 WD-NS）在星团内受到扰动，演化为其他天体。我们进一步发现仅在 $10^3$ 太阳质量的星团中存在 BH-NS 合并。考虑典型开放星团的质量，观察到在 $10^3$ 太阳质量星团中，WD-WD 合并速率略有增加，但在 $10^2$ 太阳质量星团中则下降。由于宿主星团会被扭曳破坏，大多数合并发生在星团外部。我们的 WD-WD 合并结果对两种偶发现象具有启示：超巨星 WD-WD 合并在我们的仿真中存在，表明其作为快速射电脉冲信号的来源，速率为 70-780 Gpc$^{-3}$yr$^{-1}$，高于星系团中估计的速率。此外，我们发现开放星团中碳氧 WD-WD 合并（34-640 Gpc$^{-3}$yr$^{-1}$）仅占我们局部宇宙中观测到类型 Ia 超新星速率的 0.14-2.6%。