大质量公共包层后双星的演化与最终归宿

得益于引力波（GW）天文学，中子星（NS）与黑洞（BH）的并合如今已被常规观测到。在孤立双星演化通道中，红超巨星（RSG）与致密天体经历的公共包层（CE）阶段对于充分收缩轨道从而通过 GW 辐射实现并合至关重要。在此，我们利用两颗初始质量为 10.0 太阳质量的 RSG 分别与 5.0 太阳质量 BH 和 1.4 太阳质量 NS 的三维（3D）磁流体动力学 CE 模拟结果，探究 CE 后双星的进一步演化与最终归宿。值得注意的是，3D 模拟揭示 CE 后双星很可能被环双星盘（CBD）包围，这些盘含有可观的质量与角动量，足以影响后续演化。在 MESA 建模中，双星系统经历另一阶段的质量转移（MT），我们发现大多数供体星并非以超剥离超新星（SNe）爆发，而是以 Ib/c 型 SNe 爆发。我们模型中含 BH 伴星的终轨过宽，实际上需要 NS 踢动来充分扰动轨道从而通过 GW 辐射促成并合。此外，通过探究 CBD 的影响，我们发现来自盘的质量吸积会拓宽双星轨道，而 CBD-双星共振相互作用可根据盘质量与寿命收缩间距并增加偏心率。高效的共振收缩甚至可能使 BH 或 NS 在第二次 SN 爆发前与残余 He 星并合，这可能被观测为类伽马射线暴暂现源、明亮快蓝光学暂现源以及 Thorne-Żytkow 天体。对于存活的 CE 后双星，CBD-双星相互作用可能显著提高 GW 诱导的双致密星并合比例。我们得出结论：考虑 CBD 对于更好理解观测到的 GW 并合可能至关重要。