自引力盘中第三星族双星的形成：如何维持轨道角动量
星系天体物理
2019-07-31 v2 太阳与恒星天体物理
摘要
盘碎裂是导致第三星族恒星双星系统形成的一种可能过程。然而，数值模拟显示碎块有着不同的归宿：有些演化为稳定双星，有些则与中心恒星并合消失。为澄清这种多样性背后的物理机制，我们以受控方式进行了一系列三维流体动力学模拟。我们在自引力盘中放入一个模拟碎块的点粒子，其初始质量和位置为自由参数，并追踪其数十个轨道周期内的轨道演化。结果表明，即便在如此简单的实验中仍呈现出极大的多样性。有些粒子在向内迁移后很快并合消失，而另一些则在盘中开隙使迁移停滞而存活下来。我们发现，假定轨道角动量通过以下两种机制被提取，即可很好地解释模拟结果：(i) 来自盘螺旋结构的引力力矩，以及 (ii) 粒子周围引力束缚包层的潮汐瓦解。我们的解析估计表明，机制 (i) 和 (ii) 分别在该盘的外区和内区有效。若包层质量足够大，在中部存在一个开隙窗口。这些均与我们的数值结果一致。我们进一步表明，在“存活”情形下出现的双星在吸积盘气体的同时逐渐扩张。我们的理论框架可自由缩放，以应用于当今的恒星与行星形成。
引用
@article{arxiv.1904.06352,
title = {Forming Pop III binaries in self-gravitating disks: how to keep the orbital angular momentum},
author = {Sunmyon Chon and Takashi Hosokawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.06352},
year = {2019}
}
备注
16 pages, 14 figures, published in MNRAS