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探索形成双星行星的形成途径

高能天体物理现象 2024-08-21 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

包含上核子饱和密度处夸克-夸克相变的致密物质方程状态是一种可行模型。在此情况下,可产生稳定的混合夸克-核星。更有趣的情景是夸克-核相变导致第三分支稳定致密天体的出现(除白矢星和中子星之外)。混合夸克-核星的第三家族天体的存在意味着双星 - 混合星 - 具有与相应中子星相同质量但更小半径的星体。值得注意的是,中子星-双星情景与 GW170817 相符。如果双星存在于自然界,就会引发关于其形成机制的疑问。本文探讨了通过引力坍缩形成低质量双星的途径。我们对以冷离子化气体建模的恒星铁心坍缩进行完全广义相对论模拟,以探讨最终产物是中子星还是双星。我们的模拟显示,即便存在不切实际大的初始条件扰动,核心在相变密度以下仍能妥善回弹。如果初始总静质量处于双星范围内,随后通过冷却,这些配置会产生中子星。我们发现,由于质量损失(例如通过风暴)导致双星的形成是可能的,这源于最初在更大质量核心坍缩中产生的稍大质量的混合星,或者当最大中子星质量低于 Chandrasekhar 质量限制时。双星在引力坍缩中的形成因其狭窄质量范围所需的精细调节,以及来自初始条件的敏感性,表明其在自然界中的稀有性。

关键词

引用

@article{arxiv.2406.15544,
  title  = {Exploring pathways to forming twin stars},
  author = {Mahdi Naseri and Gabriele Bozzola and Vasileios Paschalidis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.15544},
  year   = {2024}
}

备注

23 pages, 19 figures; matches PRD version