双中子星的形成：并合时间、系统速度与迁移距离

双中子星（DNS）的形成与演化传统上通过双星星族合成来研究。在本工作中，我们采取另一种方法，仅关注形成 DNS 的第二次超新星（SN）以及随后由于引力波辐射导致的轨道衰减与并合。使用解析与数值方法，我们探究不同的 NS 诞生反冲速度分布、SN 前轨道间距和前体 He 星质量如何影响 SN 后轨道周期、偏心率、并合时间、系统速度以及系统在并合前迁移的距离。与银河系中已知的 17 个 DNS 集合比较表明，DNS 的 SN 前轨道间距介于 1 和 44 $R_{\odot}$ 之间。那些 SN 前间距 $\sim$1 $R_{\odot}$ 的 DNS 具有在形成后 $\sim$10–100 Myr 达到峰值的并合时间分布，无论 NS 接收到的反冲速度如何。这些 DNS 通常以 $\sim$10$^2$ km s$^{-1}$ 的系统速度形成，并可能在并合前迁移 $\sim$1–10 kpc。取决于第二颗诞生 NS 的前体质量，短并合时间可解释在如超暗矮星系等致密恒星系统中观测到的 $r$ 过程增丰。对于银河系质量星系，只有具有最紧 SN 前轨道和大反冲速度（$\gtrsim$10$^2$ km s$^{-1}$）的 DNS 能够逃逸。然而，那些确实逃逸的 DNS 可能在并合前迁移远达 $\sim$Mpc，正如先前研究指出的，这对识别短伽马射线暴与引力波事件的主星系具有重要意义。