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球状星团中中子星双星并合率研究

高能天体物理现象 2020-01-15 v2

摘要

首次探测到来自中子星-中子星(NS-NS)并合的引力波GW170817,以及短伽马射线暴(SGRBs)观测数量的不断增加,极大地推动了关于NS-NS与中子星-黑洞(NS-BH)双星起源的研究。我们利用具有\texttt{CMC}星团目录的真实球状星团(GCs)模拟,计算了来自GCs的NS-NS与NS-BH双星并合率。我们使用大量具有不同初始恒星数、金属丰度、位力半径和银心距的模型样本,代表现今银河系GCs,以量化星团内部及被抛射出的 inspiral 时间和体并合率随红移的变化。我们发现,在大多数GCs的整个生命周期中,恒星级黑洞主导星团核心并阻止NSs的质量 segregration,从而降低NSs的动力学相互作用率,使得至多产生少数NS双星并合。我们估计本地宇宙中NS-NS与NS-BH双星的并合率均约为0.02Gpc3yr1\sim\rm{0.02\,Gpc^{-3}\,yr^{-1}},或两类总体合计约0.04~Gpc3^{-3}~yr1^{-1}。这些速率比LIGO/Virgo当前的经验并合率低约5个数量级。我们得出结论:GCs中的动力学相互作用在增强NS-NS与NS-BH并合率方面不起显著作用。

关键词

引用

@article{arxiv.1910.10740,
  title  = {On the Rate of Neutron Star Binary Mergers from Globular Clusters},
  author = {Claire S. Ye and Wen-fai Fong and Kyle Kremer and Carl L. Rodriguez and Sourav Chatterjee and Giacomo Fragione and Frederic A. Rasio},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1910.10740},
  year   = {2020}
}

备注

17 pages, 4 figures, 2 tables, accepted by ApJL