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前身包层前恒星双星的失控并合

太阳与恒星天体物理 2020-07-15 v2

摘要

我们研究并合双星系统中失控、不稳定的洛希瓣溢出过程及其对所涉及双星性质的依赖。我们创建双星并合的三维流体动力学模型,并跟踪它们经历不断增加的洛希瓣溢出阶段,直到吸积者被施主在公共包层阶段开始时吞没。在这些模型中,我们改变质量比、施主结构与自转以及通过气体绝热指数的状态方程等双星性质。我们将数值结果与基于两个质点之间质量和角动量交换的双星轨道演化半解析模型进行比较。利用我们的流体动力学模拟,我们测量了关键参数:施主质量损失率以及每单位施主质量损失交换的角动量。利用这些标定,半解析模型紧密重现了流体动力学模型中观测到的不断升级的质量损失与失控轨道衰减。该半解析模型准确重现了随质量比和施主结构变化而产生的轨道演化主要差异。我们将该半解析模型封装在公开发布的 python 包 RLOF 中。我们将此模型应用于双星 V1309 Sco 的观测周期衰减及随后的并合,发现它可同时重现观测到的轨道衰减与爆发时间。我们进一步证明,周期导数与二阶导数之间存在关系,可作为评估候选并合双星的有用度量。

关键词

引用

@article{arxiv.1912.05545,
  title  = {Runaway Coalescence of Pre-Common-Envelope Stellar Binaries},
  author = {Morgan MacLeod and Abraham Loeb},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1912.05545},
  year   = {2020}
}

备注

The Astrophysical Journal, Volume 893, Issue 2, id.106. Associated software available here: https://github.com/morganemacleod/BinaryOrbitEvolution and here: https://github.com/morganemacleod/RLOF