不同金属丰度年轻星团中恒星级黑洞的动力学 - I. 对 X 射线双星的启示
高能天体物理现象
2015-06-12 v2 太阳与恒星天体物理
摘要
我们展示了针对具有三种不同金属丰度（Z=0.01, 0.1 和 1 Zsun）的中等质量（3000-4000 Msun）年轻星团 (SCs) 的 N 体模拟，其中包括依赖金属丰度的恒星演化方案和双星演化。遵循近期关于星风质量损失和核坍缩超新星的理论模型，我们假设恒星残骸的质量取决于 progenitor 恒星的金属丰度。特别是，大质量贫金属恒星（Z<=0.3 Zsun）能够通过直接坍缩形成大质量恒星级黑洞 (MSBHs，质量 >=25 Msun)。我们发现三体相遇，尤其是动力学交换，主导了我们模拟中形成的 MSBHs 的演化。在 Z=0.01 和 0.1 Zsun 的星团中，约 75% 的模拟 MSBHs 由单星形成，并在星团生命的前 100 Myr 内通过动力学交换成为双星成员。这比低质量（<25 Msun）恒星级黑洞的情况效率高约 3 倍以上。一小部分但不可忽略的 MSBHs 为星风吸积（10-20%）和洛希瓣溢流 (RLO, 5-10%) 双星系统提供能量。绝大多数经历星风吸积和/或 RLO 的 MSBH 双星均诞生于动力学交换。这一结果表明，MSBHs 可以在低金属丰度的年轻星团中驱动 X 射线双星，这对于解释许多超亮 X 射线源与低金属丰度及活跃恒星形成环境的关联非常有前景。
引用
@article{arxiv.1211.6441,
title = {Dynamics of stellar black holes in young star clusters with different metallicities - I. Implications for X-ray binaries},
author = {M. Mapelli and L. Zampieri and E. Ripamonti and A. Bressan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1211.6441},
year = {2015}
}
备注
19 pages, 11 figures, 8 tables, MNRAS, in press