Gaia 或可探测数百个特征良好的恒星级黑洞
星系天体物理
2022-10-19 v2 高能天体物理现象
太阳与恒星天体物理
摘要
探测带有分离发光伴星（LCs）的黑洞（BHs）有助于将 BH 性质与其前身星联系起来，因为后者可由 LC 的可观测性质推断。以往研究展示了 Gaia 天体测量在探测 BH-LC 双星方面的前景。我们在这些研究基础上：1）基于银河系（MW）中现实的、依赖金属丰度的恒星形成历史初始化零龄双星性质，2）将这些双星演化至当前历元以生成现实的 MW BH-LC 双星族，3）在 MW 中分布这些双星时保留复杂的年龄-金属丰度-银河系位置关联，4）使用三维尘埃图考虑消光和红化，5）检验扩展 Gaia 任务解析 BH-LC 双星的能力。我们限于轨道周期 <10 年、从而 Gaia 可观测至少一整条轨道的分离 BH-LC 双星。我们发现：1）扩展 Gaia 任务可天体测量解析30–300个分离 BH-LC 双星，具体取决于我们对超新星物理和天体测量探测阈值的假设；2）仅 Gaia 的天体测量就可通过约束暗主星质量 >3 Msun 为10–100个 BH-LC 双星指示 BH 候选体；3）包括轨道周期、偏心率和组分质量在内的可观测量的分布对采用的双星演化模型敏感，因此可直接为双星演化模型提供信息。最后，我们评论了通过视向速度测量和 X 射线对应体观测进一步表征这些 BH 双星的潜力。
引用
@article{arxiv.2110.05979,
title = {Gaia May Detect Hundreds of Well-characterised Stellar Black Holes},
author = {Chirag Chawla and Sourav Chatterjee and Katelyn Breivik and Chaithanya Krishna Moorthy and Jeff J. Andrews and Robyn E. Sanderson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.05979},
year = {2022}
}
备注
26 pages, 18 figures, and 1 table; accepted for publication in The Astrophysical Journal