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边缘上的大质量三星系统:失稳大质量三星系统演化与最终结局的数值研究

太阳与恒星天体物理 2024-12-25 v1

摘要

大质量恒星主要存在于三星或更高阶的多星系统中。它们的生命历程可能受到三体相互作用的显著影响,这使其成为大质量恒星演化研究中的一个重要领域。在本研究中,我们对失稳的大质量三星系统的生命历程和最终结局进行了统计概述。我们使用代码TRES,将恒星演化与轨道平均动力学相结合,从零龄主序开始演化具有大质量主星的初始稳定三星系统。变得不稳定的三星系统被转移到直接N体代码中,在那里进行模拟,直到系统瓦解。这排除了发生质量传递的系统,因此不稳定性是由恒星风或超新星引起的。我们进行了两组N体模拟:一组仅考虑引力相互作用,另一组包含恒星演化。我们发现碰撞发生在约31%至40%的系统中,差异源于是否包含恒星演化。碰撞主要涉及两颗主序星(70%至78%)或一颗主序星和一颗后主序星(13%至28%)。我们估计,由于大质量三星系统失稳导致的银河系碰撞率约为每百万年1.1至1.3次。此外,我们发现失稳过程通常以其中一个恒星天体被抛射而告终,具体而言,约31%至40%的系统会发生这种情况。被抛射天体的典型速度约为6 km/s,尾部延伸至102 km/s。如果我们假设20%的大质量恒星是速逃星,那么0.1%的速逃星起源于三星系统失稳。总体而言,我们的模拟表明,三星不稳定性影响约2%的大质量三星系统。然而,我们估计,由于内双星中的质量传递,可能有多达十倍的系统变得不稳定,这些系统可能最终以更高的速度抛射天体。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.11128,
  title  = {Massive stellar triples on the edge: A numerical study of the evolution and final outcomes of destabilized massive triples},
  author = {C. W. Bruenech and T. Boekholt and F. Kummer and S. Toonen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.11128},
  year   = {2024}
}

备注

15 pages, 15 figures, 1 table, submitted to A&A