中文

致密白矮星双星中的动力学潮汐:氦核白矮星、潮汐加热与观测特征

太阳与恒星天体物理 2015-06-12 v2 高能天体物理现象

摘要

致密白矮星 (WD) 双星系统中的潮汐耗散显著影响了质量转移或并合之前白矮星的物理条件(如表面温度和自转速率)。在这些系统中,主要的潮汐效应涉及重力波的激发及其在恒星外层的耗散。我们计算了低质量 (0.3M_\odot) 氦核 (He) 白矮星中潮汐激发的重力波振幅随潮汐强迫频率 \omega 的变化关系。与我们之前研究中碳 - 氧 (CO) 白矮星的情况类似,我们发现无量纲潮汐力矩 F(\omega)(与有效潮汐品质因子成反比)对 \omega 表现出无规依赖性。平均而言,F(\omega) 大致按 \omega^6 缩放,且对于 He 白矮星而言比 CO 白矮星小几个数量级。我们发现,当轨道周期小于约一小时时,潮汐力矩开始使白矮星自转同步化,尽管即使在较小周期下仍维持着近乎恒定的非同步状态。我们考察了潮汐激发的重力波在临界层发生非线性破碎或共振吸收的位置,从而估算出白矮星包层中潮汐加热的位置和量级。随后,我们将潮汐加热纳入 MESA 恒星演化代码,计算了不同白矮星模型下白矮星物理条件随轨道周期的变化。我们发现,对于 SDSS J0651+2844 等短周期(~10 分钟)系统,潮汐加热对白矮星光度有显著贡献。我们还发现,对于含有氢包层的白矮星,潮汐加热可触发失控的氢壳层燃烧,从而在质量转移 onset 之前导致类新星事件。

关键词

引用

@article{arxiv.1211.0624,
  title  = {Dynamical Tides in Compact White Dwarf Binaries: Helium Core White Dwarfs, Tidal Heating, and Observational Signatures},
  author = {Jim Fuller and Dong Lai},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1211.0624},
  year   = {2015}
}

备注

23 pages, 12 figures, accepted to MNRAS