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大质量速逃星与漫步星

太阳与恒星天体物理 2019-04-17 v2 星系天体物理

摘要

预期Gaia任务的运动学约束,我们对大质量双星系统的演化进行了广泛的数值研究,以预测当伴星坍缩并瓦解系统时恒星获得的特殊速度。我们的目标是:(1) 识别哪些预测对模型不确定性具有鲁棒性并评估其含义,(2) 研究哪些物理过程留下清晰印记从而可被观测约束,以及 (3) 提供一套公开可用的模型预测。我们发现,228+2622_{-8}^{+26}%的所有大质量双星系统在系统中首次核心坍缩前合并。其余系统中,869+1186_{-9}^{+11}%因核心坍缩而解绑。值得注意的是,这很少产生速逃星(即速度超过30 km/s的恒星)。它们数量不及更慢的解绑伴星或“漫步星”一个数量级以上。这是我们模拟的鲁棒结果,并且如我们分析性和数值性所示,源于爆炸前质量比的反转和轨道的变宽。我们估计有108+510^{+5}_{-8}%的大质量恒星为漫步星,仅0.50.4+1.00.5^{+1.0}_{-0.4}%为速逃星,几乎全部都从伴星吸积了质量。我们的发现与早期研究一致,然而我们发现的低速逃比例与观测到的10%比例存在张力。如果Gaia确认这些来自双星的大质量速逃星的高比例,将意味着我们当前在双星模型中缺失了物理。最后,我们展示速逃星质量分布的高端对假定的黑洞诞生踢非常敏感,并提议将其作为对爆发机制的潜在严格检验。我们讨论了保持绑定的伴星,其可演化为X射线和引力波源。

关键词

引用

@article{arxiv.1804.09164,
  title  = {Massive runaways and walkaway stars},
  author = {M. Renzo and E. Zapartas and S. E. de Mink and Y. Götberg and S. Justham and R. J. Farmer and R. G. Izzard and S. Toonen and H. Sana},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1804.09164},
  year   = {2019}
}

备注

accepted version: added sec. 8.1 on other possible contributions to the observed velocities of runaway stars