引力波并合体的前身星：基于恒星网格双星演化代码ComBinE的研究
太阳与恒星天体物理
2018-08-15 v3 宇宙学与河外天体物理
高能天体物理现象
摘要
首次探测到的黑洞与中子星之间的引力波并合代表了高能暂现天体物理的一个非凡新领域。由LIGO-Virgo探测器观测到的信号来自极端物理天体的并合，而这些天体是密近双星系统中恒星演化的终结产物。为了更好地理解其起源与并合率，我们使用新的基于网格的双星族合成代码ComBinE，在不同金属丰度下进行了双星族合成。从新生的恒星对出发，我们追踪其包含质量损失、质量转移与吸积、公共包层及超新星爆发的演化。我们基于细致恒星结构模型的稠密网格施加公共包层的结合能，利用对后续Case BB洛希瓣溢流的改进研究，并根据爆发恒星的剥离程度缩放超新星反冲速度。我们证明，所有双黑洞并合事件GW150914、LVT151012、GW151226、GW170104、GW170608和GW170814，以及双中子星并合事件GW170817，均可在相应金属丰度区间内由我们的模型解释。我们的双星相互作用参数经标定以匹配银河系双中子星系统精确确定的性质，并讨论了它们的质量与超新星起源类型。采用输入物理参数的默认值，我们发现银河系等效星系的双中子星并合率约为3.0 Myr^-1。在本地宇宙(z=0)中，我们对双中子星并合率密度的上限为R=400 yr^-1 Gpc^-3。
引用
@article{arxiv.1801.05433,
title = {Progenitors of gravitational wave mergers: Binary evolution with the stellar grid-based code ComBinE},
author = {Matthias U. Kruckow and Thomas M. Tauris and Norbert Langer and Michael Kramer and Robert G. Izzard},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.05433},
year = {2018}
}
备注
36 pages, 26 figures, 8 tables, plus 9 pages appendix. Accepted 2018 August 6 by MNRAS after revision according to referee report (in particular, including further discussions on the progenitor binary of GW170817)