M31 球状星团结构与 X 射线双星的存在

[摘要节选] M31 的球状星团（GCs）数量是银河系的数倍。它包含相应更多的与球状星团相关的低质量 X 射线双星（LMXBs），可用于研究导致 X 射线双星形成的球状星团属性。M31 球状星团空间结构的最佳示踪物是来自哈勃空间望远镜（Hubble Space Telescope）的高分辨率成像，我们利用 HST 数据推导了 29 个宿主 LMXB 的 M31 球状星团的结构参数。将这些测量值与文献中的结构参数相结合，总共涵盖了 41 个（已知 50 个中的）宿主 LMXB 的球状星团，以及 65 个非宿主 LMXB 的球状星团作为对比样本。研究发现，在蓝色波段测量的结构参数显示出比红色波段更小的核心半径和更高的集中度；这种差异在 LMXB 星团中更为显著，可能与恒星种群差异有关。与不含 LMXB 的星团相比，含有 LMXB 的星团表现出更高的单位质量碰撞率，且在核心半径处估算的碰撞率比在半光半径处估算的显示出更大的偏差。这些结果与 LMXB 的动力学形成情景一致。逻辑回归分析发现，正如预期，球状星团宿主 LMXB 的概率随碰撞率的增加和距星系中心距离的减小而增加。同一分析还发现，在固定碰撞率下，P(LMXB) 随球状星团质量的增加而减小，尽管我们要谨慎对待，这可能是由于样本选择效应所致。研究发现，尽管 LMXB 球状星团的平均金属丰度较高，但金属丰度作为 P(LMXB) 的预测因子，其重要性不如碰撞率、质量或距离。这可能是由于位置和金属丰度的相互作用所致：一个具有更大星系中心距离范围的 M31 LMXB 样本可能会包含更多贫金属球状星团，从而有可能区分这两种效应。