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约束低质量双星系统平衡潮汐的前景

太阳与恒星天体物理 2025-07-18 v1

摘要

短周期低质量双星系统(质量 M<1.5MM < 1.5M_{\odot},轨道周期小于 \sim10 天)的动力学演化受潮汐耗散的强烈影响。这一过程驱动轨道和自转演化,最终导致轨道圆化和自转频率与轨道频率同步。尽管潮汐耗散在双星演化中发挥着根本性作用,但约束其规模(通常由潮汐质量因子 Q\mathcal{Q} 参数化)在现有文献中仍存在数个数量级的偏差。近期来自时间序列光度学观测(如 Kepler、K2、TESS),以及 incorporating 更真实星际内部引力响应的理论模型的进展,正在为解决这一长期存在的问题注入新的乐观。为考察约束潮汐 Q\mathcal{Q} 的前景和局限性,我们使用全局灵敏度分析和基于仿真的推断来检验初始条件和潮汐 Q\mathcal{Q} 如何影响可观测轨道和自转状态。我们的结果表明,即便在最简单且最可处理的潮汐模型下,从单个系统推断 Q\mathcal{Q} 的路径也受到初始条件与潮汐 Q\mathcal{Q} 之间固有的退化的严重阻碍,即使考虑最强可能的约束(即具有精确质量、年龄、轨道周期、偏心率和自转周期的双星系统)。最后,作为一种替代方案,我们讨论了群体合成方法可能是前进的更有前景的路径,用于验证潮汐理论。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.12639,
  title  = {Prospects of Constraining Equilibrium Tides in Low-Mass Binary Stars},
  author = {Jessica Birky and Rory K. Barnes and James R. A. Davenport},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.12639},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted ApJ; 52 pages, 25 figures