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来自等级三星系统的双中子星并合

高能天体物理现象 2019-09-25 v2 太阳与恒星天体物理

摘要

并合中子星(NS)的孤立双星演化模型涉及质量转移、公共包层演化和诞生踢等过程,这些过程均知之甚少。并且,预言的 NS-NS 并合率通常低于由 LIGO GW170817 事件推断的速率。在此,我们研究等级三星系统中 NS 与黑洞(BH)-NS 双星的并合率。在此类系统中,第三体可诱发内双星的 Lidov-Kozai(LK)振荡,加速其并合,并可能提高致密天体并合率。然而,由于致密天体源自大质量恒星,也应考虑先前的演化。特别是,诞生踢可能在第三体通过 LK 演化影响内双星之前就将其瓦解,从而显著降低并合率。我们开展了大质量三星星族的模拟,考虑从主序开始的恒星演化、长期与潮汐演化以及超新星效应。对于大的 NS 诞生踢(σ_k = 265 km/s),我们发现三星 NS-NS 并合率(数百 Gpc^{-3} yr^{-1})比双星率低约 2–3 倍;但对于无踢(σ_k = 0 km/s),三星率(数千 Gpc^{-3} yr^{-1})与双星率相当。我们的结果表明,若如其他工作所指出的,有相当比例的 NS 星族以低踢速度诞生,则相当部分的 NS-NS 并合可能源自三星系统。不过,由于我们在内双星相互作用触发后采用动力学退耦的简化假设,仍存在不确定性与开放问题。

关键词

引用

@article{arxiv.1907.08297,
  title  = {Double neutron star mergers from hierarchical triple-star systems},
  author = {Adrian S. Hamers and Todd A. Thompson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1907.08297},
  year   = {2019}
}

备注

Accepted for publication in ApJ. 16 pages, 8 figures