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修正星族合成模拟中的诞生踢 prescriptions

高能天体物理现象 2020-03-25 v2

摘要

诞生踢(natal kicks)尚存争议,并显著影响致密天体的并合率密度。在此,我们提出一种针对中子星(NSs)和黑洞(BHs)诞生踢的新的简单形式体系。我们将踢的速度大小描述为 vkickfH05mejmrem1v_{\rm kick}\propto{}f_{\rm H05}\,{}\,{}m_{\rm ej}\,{}\,{}m_{\rm rem}^{-1},其中 fH05f_{\rm H05} 是一个归一化因子,从一维均方根速度 σ=265\sigma{}=265~km~s1^{-1} 的麦克斯韦分布中抽取,mejm_{\rm ej} 是超新星(SN)抛射物的质量,mremm_{\rm rem} 是致密天体的质量。该形式体系与年轻银河系脉冲星的本动一致,并能自然解释单星核坍缩超新星、电子俘获超新星以及发生在相互作用双星中的超剥离超新星之间的差异。最后,我们基于宇宙恒星形成率密度和金属丰度演化,利用新的踢形式体系估算双星中子星(RBNSR_{\rm BNS})、黑洞-中子星双星(RBHNSR_{\rm BHNS})和双黑洞(RBBHR_{\rm BBH})的本地并合率密度。在我们的基准模型中,得到 RBNS600R_{\rm BNS}\sim{}600~Gpc3^{-3}~yr1^{-1}RBHNS10R_{\rm BHNS}\sim{}10~Gpc3^{-3}~yr1^{-1}RBBH50R_{\rm BBH}\sim{}50~Gpc3^{-3}~yr1^{-1},与 LIGO-Virgo 合作组推断的数值相当一致。

关键词

引用

@article{arxiv.1909.06385,
  title  = {Revising natal kick prescriptions in population synthesis simulations},
  author = {Nicola Giacobbo and Michela Mapelli},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1909.06385},
  year   = {2020}
}

备注

13 pages, 5 figures, 2 table, ApJ, in press