黑洞高能 X 射线双星的快速种群合成：对双星恒星演化的启示

我们进行双星种群合成以研究含黑洞的风吸积型高能 X 射线双星（BH-HMXB）的形成。我们演化了多个大质量双星恒星种群，并考虑 BH-HMXB 的形成率、质量、自旋和间距。我们发现，类似于天鹅座 X-1 的系统很可能形成于黑洞主序前身的稳定 A 型质量转移（MT）之后，前提是此类 MT 具有低吸积效率 $\beta \lesssim 0.1$，且非吸积物质带来适度的轨道角动量损失。此外，高效的 BH-HMXB 形成依赖于一种用于 A 型 MT 的新简化处理，其相比传统快速种群合成假设使供体保留更大的核质量。在太阳金属丰度下，我们的首选模型给出当今银河系中 $\mathcal{O}(1)$ 个可观测 BH-HMXB，与观测一致。在该模拟中，$8\%$ 的 BH-HMXB 在哈勃时标内作为双黑洞或中子星-黑洞双星并合；然而，没有并合双星具有类似于天鹅座 X-1 的 BH-HMXB 前身性质。采用我们关于核质量增长、质量转移效率和角动量损失的首选设定，考虑演化的金属丰度，并对宇宙的金属丰度特异恒星形成历史积分，我们发现 BH-HMXB 可能向 LIGO-Virgo-KAGRA 合作组第三批引力波瞬变源 catalogue 中报告的探测贡献了约 $2$–$5$ 个 BBH 并合信号。我们还建议稳定 B 型 MT 期间的 MT 效率应高于 A 型 MT 期间。