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曾经是三重星系,并非总是三重星系:产生内双星合并的层级三重星系演化

太阳与恒星天体物理 2024-11-26 v2 星系天体物理

摘要

超过一半的主序(MS)恒星拥有一个或多个伴星,其中许多初始质量 <8 M_\odot 的恒星诞生于层级三重星系中。这些系统的特征是两颗恒星在近距离轨道上(内双星),而第三颗恒星在更宽的轨道上环绕它们(外双星)。在层级三重星系中,三体动力学与恒星演化相结合驱动了相互作用,并在许多情况下将内双星完全合并,产生一个全新的“合并后双星”(PMB)。通过利用动力学模拟并追踪双星相互作用,我们探索了合并三重星系的结果,并研究了 PMB 是否保留了其三体历史的特征。我们的研究结果表明,在 26-54% 的宽距双白矮星双星(s>100 au)中,质量较大的白矮星(WD)是合并产物,这意味着这些 DWD 双星以前是三重星系。总体而言,我们估计 44±14%44\pm14\% 观测到的宽距 DWD 起源于三重星系统,因此具有丰富的动力学历史。此外,我们的结果表明,内双星和外双星在诞生时的间距是不相关的,为恒星形成过程提供了见解。我们还研究了表现为蓝离散星(BSSs)的 MS+MS 和 MS+红巨星合并。这些 PMB 具有与大多数观测到的 BSS 双星相似的轨道构型和年龄。虽然三重星+合并形成通道可以解释 BSS 双星中观测到的化学丰度、中等偏心率和伴星质量,但它可能仅占 BSS 的约 20-25%。同时,我们预测大多数观测到的单 BSS 形成于三重星系中的碰撞,并拥有长周期(>10 年)伴星。此外,BSS 双星和 DWD 都表现出 WD 诞生反冲的特征。

关键词

引用

@article{arxiv.2407.06257,
  title  = {Once a Triple, Not Always a Triple: The Evolution of Hierarchical Triples that Yield Merged Inner Binaries},
  author = {Cheyanne Shariat and Smadar Naoz and Kareem El-Badry and Antonio C. Rodriguez and Bradley M. S. Hansen and Isabel Angelo and Alexander P. Stephan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.06257},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted for publication to ApJ. Additional comments are welcome