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三重系统中恒星黑洞撕裂白矮星产生的电磁暂现源与引力波

高能天体物理现象 2020-05-20 v2 星系天体物理

摘要

由致密天体组成的双星并合可引发爆发性暂现事件,标志着无法通过单星演化形成的奇异天体的诞生。利用大量直接 N 体模拟,我们探讨了白矮星(WD)在外部第三体绕内部 BH-WD 双星公转的潮汐场施加的引力波(GW)辐射与 Lidov-Kozai 振荡的共同作用下,被恒星质量黑洞(BH)动力学驱动至潮汐瓦解的可能性。我们探究了结果对形成时赋予 BH 和 WD 的 natal kick 速度分布、绝热质量损失、三体系统的半长轴与离心率以及恒星质量比的敏感性。我们发现对于 z0.1z\leq 0.1,WD-TDE 的速率为 1.2×1031.41.2\times 10^{-3}-1.4 Gpc3^{-3} yr1^{-1},比三重系统中的恒星 TDE 稀有约 3\sim 33030 倍。未来利用 LISA 对银河系双星与三体的引力波(GW)观测可大幅降低 TDE 速率的不确定性。WD-TDE 可能产生持续时间类似于长伽马射线暴但缺乏核坍缩超新星特征的高能 X 射线或伽马射线暂现源,同时伴随仅持续数天的超新星状光学暂现源。WD–BH 与 WD–NS 双星在 TDE 前也会在 LISA 波段发射 GW。未来时域巡天和/或 GW 对三重系统诱导的 WD-TDE 事件的发现与证认,将使得研究邻近星系中 BH 的人口统计成为可能。

关键词

引用

@article{arxiv.1908.00987,
  title  = {Electromagnetic transients and gravitational waves from white dwarf disruptions by stellar black holes in triple systems},
  author = {Giacomo Fragione and Brian D. Metzger and Rosalba Perna and Nathan W. C. Leigh and Bence Kocsis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1908.00987},
  year   = {2020}
}

备注

13 pages, 8 figures, 1 table, accepted by MNRAS