由第二代与第三代恒星产生的质量双黑洞
星系天体物理
2023-08-25 v3 高能天体物理现象
太阳与恒星天体物理
摘要
第三星族(Population III)恒星诞生于宇宙原初气体，通过星风损失的质量可忽略不计，并可能遵循偏重的质量函数。因此，它们常被视为大质量黑洞(BH)乃至高于对不稳定性质量间隙的黑洞的理想前身星。本文利用种群合成代码 SEVN 演化了大量第三星族双星（金属丰度 Z=10^{-11}），并与第二星族(Population II)双星（Z=10^{-4}）比较。在我们的模型中，单颗第三星族（第二星族）恒星对应的对不稳定性质量间隙下边缘约为 86（91）M_⊙ 的 BH 质量。总体而言，我们发现由第三星族与第二星族恒星产生的双黑洞(BBH)性质差异轻微，尤其当我们采用相同初始质量函数与初始轨道性质时。绝大多数由第三星族与第二星族恒星产生的 BBH 并合事件主 BH 质量低于对不稳定性间隙，且最大次 BH 质量 < 50 M_⊙。仅至多约 3.3%（0.09%）的第三星族（第二星族）前身 BBH 并合事件主质量高于间隙。与富金属双星不同，在我们基准模型中，第三星族与第二星族恒星产生 BBH 并合的主要形成通道仅涉及稳定质量转移过程。
引用
@article{arxiv.2303.15511,
title = {Massive binary black holes from Population II and III stars},
author = {Guglielmo Costa and Michela Mapelli and Giuliano Iorio and Filippo Santoliquido and Gastón J. Escobar and Ralf S. Klessen and Alessandro Bressan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.15511},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 17 figures, Comments are welcome. Published in MNRAS