低质量间隙黑洞-中子星双星中黑洞自旋的起源

在第四次观测运行期间，LIGO-Virgo-KAGRA合作组织报告探测到一个致密双星并合事件（GW230529$_{-}$181500），在90%置信度下，其组件质量估计为 $2.5-4.5\, M_\odot$ 和 $1.2-2.0\, M_\odot$。鉴于目前对中子星（NS）最大质量的限制，该事件最有可能是一个低质量间隙（LMG）黑洞-中子星（BHNS）双星。黑洞（BH）的自旋幅度，尤其是当其与轨道角动量对齐时，对于确定中子星是否会发生潮汐瓦解至关重要。一个具有快速自旋黑洞的LMG BHNS并合是产生电磁对应体的理想候选者。然而，目前尚未探测到此类信号。在本研究中，我们采用包含新动力学潮汐实现的详细双星演化模型，来探索LMG BHNS双星中黑洞自旋的起源。如果中子星先形成，黑洞前身星（富He星）必须处于短于0.35天的轨道中才能有效自旋加速，可能达到 $\chi_{\rm BH} > 0.3$ 的自旋幅度。或者，如果一个无自旋黑洞（例如，$M_{\rm BH} = 3.6\, M_\odot$）先形成，它可以通过Case BA质量转移（MT）吸积高达 $\sim 0.2\, M_\odot$，在爱丁顿极限吸积下达到 $\chi_{\rm BH} \sim 0.18$ 的自旋幅度。在更高的爱丁顿吸积极限（即10.0 $\Dot{M}_{\rm Edd}$）下，黑洞在Case BA MT阶段通过吸积约 $1.0\, M_\odot$ 可以达到显著更高的自旋幅度 $\chi_{\rm BH} \sim\,0.65$。