双简并星中极低质量白矮星的形成

极低质量白矮星（ELM WDs）是质量小于 $\sim$$0.3\rm\;M_\odot$ 的氦白矮星。大多数 ELM WDs 发现于由 Brown 和 Kilic 领导的 ELM 巡天中的双简并星（DDs）里。这些系统被认为是 mHz 频段重要的引力波源。本文首先分析了 ELM WDs 的观测特征，发现在 ELM WD 质量与轨道周期平面上存在两个明显不同的群体，表明此类天体有两种不同的形成途径，即稳定的洛希瓣溢出通道（RL 通道）和公共包层抛射通道（CE 通道）。随后我们通过详细的双星演化计算与双星种群合成相结合，系统地研究了 DDs 中 ELM WDs 的形成。我们的研究表明，质量小于 $0.22\rm\;M_\odot$ 的大多数 ELM WDs 由 RL 通道形成。这种方式下最常见的前身星质量范围为 $1.15-1.45\rm\;M_\odot$，在考虑选择效应后，产生的 ELM WDs 在 $0.18\rm\;M_\odot$ 附近出现峰值，与观测一致。质量大于 $0.22\rm\;M_\odot$ 的 ELM WDs 更可能来自 CE 通道，其 ELM WD 质量峰值在 $0.25\rm\;M_\odot$ 附近，尚需未来观测确认。通过假设类银河系星系具有 2$\rm\;M_\odot yr^{-1}$ 的恒定恒星形成率，质量小于 $0.25\rm\;M_\odot$ 的 ELM WD 的 DDs 的诞生率和局部密度分别为 $5\times10^{-4}\rm\;yr^{-1}$ 和 $1500\rm\;kpc^{-3}$。