通过孤立双星中的超爱丁顿吸积污染双黑洞的成对不稳定性质量间隙
高能天体物理现象
2020-07-15 v2
摘要
单星演化理论预言黑洞质量分布在约 45–130 M 之间存在间隙,即所谓的“成对不稳定性质量间隙”。我们研究黑洞在从恒星伴星吸积后是否能污染该间隙。为此,我们使用种群合成代码模拟孤立双星的演化,并允许超爱丁顿吸积。在最极端的假设下,我们发现所有并合双黑洞系统中至多约 2% 含有一个质量位于成对不稳定性质量间隙内的黑洞,且并合系统中总质量大于 90 M 的占比小于 0.5%。我们未发现总质量超过 100 M 的并合双黑洞系统。我们将结果与若干通向成对不稳定性质量间隙事件的动力学途径预言进行比较,并讨论可区分特征。我们得出结论:经典的孤立双星形成情景不会显著贡献于成对不稳定性质量间隙的污染。孤立双星通道所预言质量间隙的稳健性,为以下方面施加约束的前景提供了希望:(i) 不同形成通道的相对贡献,(ii) 包括核反应速率在内的前身星物理,以及 (iii) 初步地,哈勃参数。
引用
@article{arxiv.2004.05187,
title = {Polluting the pair-instability mass gap for binary black holes through super-Eddington accretion in isolated binaries},
author = {L. A. C. van Son and S. E. de Mink and F. S. Broekgaarden and M. Renzo and S. Justham and E. Laplace and J. Moran-Fraile and D. D. Hendriks and R. Farmer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.05187},
year = {2020}
}
备注
20 pages, 9 Figures, to be published in ApJ