中子星-白矮星双星通过洛希瓣溢出与引力波辐射的轨道演化
高能天体物理现象
2021-03-17 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
我们研究了质量转移与引力波（GW）辐射对相接中子星-白矮星（NS-WD）双星轨道演化的影响，以及这些双星被空间引力波探测器（如激光干涉空间天线 LISA、太极、天琴）探测的可能性。当白矮星充满其洛希瓣时，NS-WD 双星成为相接双星，此时对于质量约 0.05–1.4 Msun 的白矮星，引力波频率范围为约 0.0023 至 0.72 Hz。我们发现一些大质量 NS-WD 双星可能在非稳定质量转移后经历直接并合。然而，大多数 NS-WD 双星可避免直接并合，因为相接后的质量转移可导致轨道演化反转。我们的模型能很好地解释超致密 X 射线源 4U 1820–30 的轨道演化。对于 4U 1820–30 的 4 年观测，GW 特征应变中的预期信噪比（SNR）为约 11.0/10.4/2.2（LISA/太极/天琴）。NS-WD 双星的 GW 频率演化依赖于白矮星质量。质量大于 4U 1820–30 的 NS-WD 双星预期以显著更大的 SNR 被探测到。对于一个接近相接的 (1.4+0.5) Msun NS-WD 双星，一周观测的预期 SNR 为约 27/40/28（LISA/太极/天琴）。对于质量 (1.4+>~1.1) Msun 的 NS-WD 双星，GW 频率和振幅的显著变化可被测量，因此有可能确定双星演化阶段。在远至银河系边缘（约 100 kpc）的距离处，大质量 NS-WD 双星仍将可探测，且 SNR>~1。
引用
@article{arxiv.2103.01884,
title = {Orbital Evolution of Neutron-Star -- White-Dwarf Binaries by Roche-Lobe Overflow and Gravitational Wave Radiation},
author = {Shenghua Yu and Youjun Lu and C. Simon Jeffery},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.01884},
year = {2021}
}
备注
Accepted for publication in MNRAS, 11 figures, 16 pages