利用详细双星演化计算跨恒星星族年龄探索超亮 X 射线源的本质
摘要
超亮 X 射线源（ULXs）是观测上超过恒星质量黑洞（BH）爱丁顿极限的源。一部分 ULX 源显示 X 射线脉冲，这是吸积中子星（NSs）的证据。理论研究已表明 NSs 主导了内禀 ULXs 的致密天体，尽管观测样本的大多数为非脉冲，意味着许多 NS ULXs 的 X 射线脉冲不可观测。我们使用 POSYDON 生成并研究星暴年龄从 5 到 1000 Myr 的 X 射线双星星族。遵循关于 NS 自旋轴与吸积盘对齐的理论预言，我们估计 ULXs 中抑制可观测 X 射线脉冲所需吸积质量。尽管 ULXs 的性质对模型假设敏感，但星族遵循某些趋势。年轻与年老恒星星族分别由 BH 与 NS 吸积体主导。供体星从年轻星族（<100 Myr）中的大质量富 H 主序（MS）星，变为年老星族（>100 Myr）中的低质量富 H 后主序星，而在约 100 Myr 时剥离的富 He 巨星主导星族。此外，我们发现 NS ULXs 比 BH ULXs 展现更强的几何束流，导致观测星族中 NS 吸积体代表性不足。结合我们发现至少 60% 的 NS ULXs 中 X 射线脉冲被抑制，我们提出具有可探测 X 射线脉冲的 ULXs 观测比例非常小，与观测一致。本研究探讨了年龄对 ULXs 的影响以及不同模型假设对 ULXs 人口统计的影响。我们表明几何束流与吸积质量相是理解 ULX 观测的关键方面。我们的结果表明，即使大多数 ULXs 具有吸积 NSs，那些具有可观测 X 射线脉冲的也将非常少。
引用
@article{arxiv.2309.15904,
title = {Exploring the nature of ultra-luminous X-ray sources across stellar population ages using detailed binary evolution calculations},
author = {Devina Misra and Konstantinos Kovlakas and Tassos Fragos and Jeff J. Andrews and Simone S. Bavera and Emmanouil Zapartas and Zepei Xing and Aaron Dotter and Kyle Akira Rocha and Philipp M. Srivastava and Meng Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.15904},
year = {2024}
}
备注
22 pages, 12 figures, Accepted by A&A. Fixed typos and updated references. Referee's comments were addressed