论大质量 X 射线双星中黑洞自旋的起源

低质量 X 射线双星（LMXB）中的黑洞（BH）自旋覆盖一个可由黑洞诞生后吸积解释的数值范围。相比之下，大质量 X 射线双星（HMXB）中的三次黑洞自旋测量仅显示接近最大值的值，并可能与黑洞恒星前身星有不同的起源。我们在此探索两种可能情景来解释 HMXB 中黑洞的高自旋：在主序期经历质量转移（MT）的双星中形成（Case-A MT），以及经历化学均匀演化（CHE）的极密近双星。我们发现，若前身星在主序演化后的内部角动量（AM）输运不太强（即恒星核与包层间弱耦合），两种情景都能产生高自旋黑洞。反之若假定高效的 AM 输运，我们发现所得黑洞自旋总是远低于观测值。Case-A MT 模型对三颗已测自旋 HMXB 黑洞中的两颗给出了黑洞自旋、两成分质量及最终轨道周期的良好拟合。对其中一颗，所预言的黑洞伴星质量显著低于观测值，但这强烈依赖于所假定的质量转移效率。CHE 模型对这里考虑的所有三种情形预言的轨道周期都过大。我们预期 Case-A MT 在所涉及金属丰度下频繁得多，故结论为 Case-A MT 情景更受青睐。最后，我们预言通过 Case-A MT 形成的 HMXB 恒星伴星具有增强的氮表面丰度，这可由未来观测检验。