双星质量转移中的恒星并合与吸积体的超新星前演化及最终命运
摘要
预计大多数大质量恒星在其一生中会与伴星交换质量或发生并合。这直接意味着大多数超新星 (SNe) 源自此类质量交换后的天体。在此，我们探讨了质量吸积和并合如何影响恒星的超新星前结构及其最终命运。我们使用恒星演化代码 MESA，利用中微子驱动的超新星模型推断核心坍缩的结果，并应用快速吸积模型。我们的模型覆盖初始质量从 11 到 70 Msun，吸积质量范围为初始质量的 10-200%。我们发现，特别是对后主序 (post-MS) 恒星的质量吸积会导致长寿命的蓝超巨星 (BSG) 阶段。与真正的单星相比，后主序吸积体具有较小的核心 - 总质量比，无论它们最终作为 BSG 还是冷超巨星 (CSG) 结束生命，并且它们可能具有截然不同的超新星前核心结构。如同单星和双星剥离恒星一样，我们发现对于相同的特征 CO 核心质量 M_CO（约 7 Msun 和 >13 Msun）会形成黑洞 (BH)。在最大质量吸积的模型中，作为 M_CO 函数的黑洞形成图景向更低质量移动了约 0.5 Msun。我们发现中子星 (NS) 质量与超新星前模型的中心熵之间存在紧密关系，这表明存在一种独立于恒星演化历史的普适关系。后主序吸积体既可作为 BSG 也可作为 CSG 爆发，我们展示了如何理解它们在赫罗图中的超新星前位置。预测一些避开亮蓝变星 (LBV) 区域的 BSG 会坍缩成高达 50 Msun 的黑洞，而另一些则会爆发为超新星并抛射高达 40 Msun 的物质，远超单星的抛射质量。这些质量在较低金属丰度下可能更高，并且可能落入对不稳定性超新星质量间隙中。[摘要已节选]
引用
@article{arxiv.2403.03984,
title = {Pre-supernova evolution and final fate of stellar mergers and accretors of binary mass transfer},
author = {F. R. N. Schneider and Ph. Podsiadlowski and E. Laplace},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.03984},
year = {2024}
}
备注
22 pages, 15 figures (main text) + appendix; accepted for publication in A&A; pre-SN models and other data available via Zenodo