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LB-1 与银河系 X 射线源族及脉冲星-黑洞双星搜寻结果不一致

高能天体物理现象 2020-10-07 v2 星系天体物理

摘要

若属实,一个由 70 MM_{\odot} 黑洞(BH)与 8 MM_{\odot} 主序星(LB-1)组成的宽双星系统被观测到位于银河系(MW)中。我们指出,8 MM_{\odot} 恒星绕质量介于 5-70 MM_{\odot} 的黑洞的长期演化会使它们在天空中作为超亮 X 射线(ULX)源可见。鉴于预期的 ULX 阶段寿命(0.1\approx0.1 Myr)及其在银河系中未被探测到,我们得出结论:8-20 MM_{\odot} 恒星处于恒星级黑洞周围双星中的频率应小于(f<2×103f<2\times10^{-3})。这与 Liu 等人(2019)声称的 8-20MM_{\odot} 恒星周围类 LB-1 系统的探测频率(f3×102f\approx3\times10^{-2})存在张力。此外,该 8 MM_{\odot} 恒星很可能以电子俘获超新星(ECSN)诞生、获得极小反冲的中子星(NS)终结,留下一个宽的 NS-BH 双星。迄今可探测脉冲星中仅有不到 1% 在银河系中被测绘,且未探测到任何绕黑洞的双星系统中的脉冲星,这为银河系中可能的脉冲星-黑洞系统设定了约 100 个的上限。我们表明,若 NS 由 ECSN 诞生,则银河系中质量约 8-20~M_{\odot}的恒星拥有BH伴星的频率上限为( 的恒星拥有 BH 伴星的频率上限为(f=5\times10^{-4}$)。随着银河系中更多脉冲星被测绘,该速率差异将进一步增大,然而若 NS 反而是由核坍缩超新星以通常推断的高反冲速度诞生,这些搜寻仍无法排除 Liu 等人的探测频率。

关键词

引用

@article{arxiv.1912.10456,
  title  = {LB-1 is inconsistent with the X-ray source population and pulsar-black hole binary searches in the Milky Way},
  author = {Mohammadtaher Safarzadeh and Enrico Ramirez-Ruiz and Charles Kilpatrick},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1912.10456},
  year   = {2020}
}

备注

Accepted for publication in ApJ