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带或不带电磁对应物的 BH-BH 合并:层级三元系统中稳定第三质量传递的模型

强关联电子 2025-02-21 v2 统计力学

摘要

三体星体在观察到的恒星族中相当普遍。其演化相对于双星系统要复杂得多,受到独特的动力学、潮汐和质量传递过程的影响。理解这些现象对于全面了解多星演化以及能量脉冲(包括引力波合并)的形成至关重要。我们的研究探讨了当三体星体的第三颗星体填满其罗德洛体积并将质量传递给内双星系统时的演化过程,这可能形成具有不同特性的 GW 源。我们发展了一个用于层级三体系统稳定质量传递的解析模型。利用人口合成模拟,我们研究了第三颗星体填满罗德洛体积且内双星为黑洞的三体系统。这些系统来源于内双星经历化学均匀演化的系统。我们的分析包括金属离子为 Z=0.005 和 Z=0.0005 的人口,聚焦于初始质量为 20 到 100 M_sun 的主要成分,内外轨道分离度分别为 40 R_sun 和 10^5 R_sun。我们的结果表明,质量传递主要导致内双星轨道收缩、非零偏心率,以及外轨道的膨胀。在 CHE 内双星系统中,9.5% 导致第三颗星体将质量传递给内 BBH。我们预测 GW 合并的形成效率很高,分别为 Z=0.005 时为 85.1% 到 100%,Z=0.0005 时为 100%,且延迟时间短。局部合并速率预计为 0.69 到 1.74 Gpc3^{-3} yr1^{-1}。其中一部分 BBH 合并进入 LISA 和 aLIGO 频段时,可能仍在吸积气体,从而产生强烈的电磁对应物。电磁信号根据模型假设而显著变化,若允许圆盘形成,范围从不到 0.03% 到 46.8%。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.03825,
  title  = {Higher-Rank Spin Liquids and Spin Nematics from Competing Orders in Pyrochlore Magnets},
  author = {Niccolò Francini and Lukas Janssen and Daniel Lozano-Gómez},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.03825},
  year   = {2025}
}

备注

17 pages, 17 figures; v2: published