自引力二元星体作为探测超新星物理的探针

在二进制系统中的自引力(SL)有潜力提供独特的观察窗口，以了解银河系紧凑天体的 Population。我们使用 $\mathtt{startrack}$ 和 COSMIC population synthesis 代码，研究不同的超新星机制如何影响 SL 系统的可观测 Population，特别关注紧凑天体分布中的质量间隙 (2$-5$ M$_\odot$)。我们测试了三个超新星残留物形成模型，其中的对流增长时间尺度分别为 $f_{\rm mix}$ = 0.5、1.0 和 4.0，对银河系盘和星团中的 SL 二进制系统进行模拟。我们识别出基于镜星质量和爱因斯坦跨越时间的不同 SL 源源分组，清晰地区分了中子星和黑洞系统以及近轨和宽轨。值得注意的是，延迟的 $f_{\rm mix}$ = 0.5 模型预测了在质量间隙区域的系统比例显著更高（对于某些调查，最高可达约10倍），这表明 SL 观测可能有助于约束这一有争议的 Population。我们的分析显示，所有模型中均偏好低中心质量速度 ($v_{\rm cm}\leq20$ km/s) 的系统，这主要源于支配紧凑天体形成和二进制存活的物理过程。虽然许多潜在的检测将有限的观测覆盖，但 ZTF 预计将产生数十个得到良好覆盖的系统，应能实现详细的特征化。当应用包括光度精度和信噪比要求的简单检测准则时，预测的检测率会下降约两个数量级，但仍可为 LSST 和 ZTF 在银河系盘 Population 中实现几十个预期检测。