潮汐锁定大质量双星的内部环流——对双黑洞形成的后果

在潮汐形变双星中预言存在稳态环流，这类双星被认为是双黑洞并合事件的前身星。本研究旨在定量刻画潮汐锁定双星系统成员星中的稳态环流，并探讨此类环流对数值模型的影响。我们利用先前描述单颗自转星与双星中环流的结果，推导出一种用于潮汐锁定双星内部环流的新方案。我们对主星质量在25至100太阳质量之间的双星系统数值探讨了该方案的效果。在比较单颗自转星与双星的径向环流速度时发现，双星中的平均环流速度可描述为单颗自转星环流速度的一种增强。该速度增强是依赖于双星成员质量的简单函数，当成员质量相等时增强因子约为2。研究发现，与标准环流情景相比，这种增强通过高效混合使得双氦星在更高初始轨道周期、更低主星质量和更低质量比的系统里形成。考虑到主星质量、初始周期与质量比的适当分布，具有增强混合的模型在该参数空间中产生的双氦星数量是不含增强模型的2.4倍。我们得出结论：伴星诱导的环流效应对密近双星黑洞的形成有强烈影响。不仅预言的探测率上升，而且在考虑伴星诱导环流时，质量比低至0.8的双黑洞系统也可能形成。