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层级三重系统中的并合致密双星:双星偏心率的共振激发

高能天体物理现象 2017-06-19 v5 广义相对论与量子宇宙学

摘要

我们研究了层级三重系统中带有第三伴星的致密双星(由白矮星、中子星或黑洞组成)的长期动力学。当内双星(初始偏心率可忽略)由于引力辐射经历轨道衰减时,其偏心率可被第三体的引力强迫激发。这种激发发生在三重系统穿过“拱线进动共振”时,即由外部伴星引力扰动和广义相对论驱动的内双星进动率与外双星进动率相匹配。偏心率激发要求外伴星处于偏心轨道,且内、外轨道之间的相互倾角小于 40\sim 40^\circ。当系统演化穿过拱线进动共振时,来自内双星的引力波(GW)信号可被显著改变。对于某些系统参数(例如,带有棕矮星第三体的白矮星双星),该共振可能发生在双星发射 10410110^{-4}-10^{-1}~Hz 范围(LISA 的敏感频带)的引力波时。

关键词

引用

@article{arxiv.1511.07365,
  title  = {Merging Compact Binaries in Hierarchical Triple Systems: Resonant Excitation of Binary Eccentricity},
  author = {Bin Liu and Dong Lai and Ye-Fei Yuan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1511.07365},
  year   = {2017}
}

备注

Another typo in Eq.(38) is corrected. In Eq.(38): (a1/a2)^{3} should be (a1/a2)^{-3}. Two previous typos are as follows: in Eq.12: (1-e_2^2)^{5/2} should be (1-e_2^2)^2, and in Eq.14: (4+3e_1) should be (4+3 e_1^2). Thanks to Ryan Miranda for pointing this out