相互作用双星系统的模拟——射电明亮伽马射线暴前身星的路径

尽管伽马射线暴与大质量恒星死亡的关联已牢固确立，但前身星系统的性质以及大质量恒星产生伽马射线暴所需的关键要素仍是悬而未决的问题。在这里，我们使用MESA恒星演化代码研究了一颗15-25 M_⊙大质量恒星与一颗10-15 M_⊙黑洞的演化。我们量化了在潮汐显著的轨道周期内，伴星影响的角动量演化，改变了恒星和黑洞质量、初始恒星自旋以及吸积和发电机方案，同时跟踪质量损失和角动量。最终自旋由潮汐力矩与恒星风决定。对于最初避免洛希瓣溢出的双星，潮汐可以使恒星自旋加速，但晚期膨胀可能驱动潮汐剥离；相关的质量和角动量损失可能抑制自旋加速。我们发现，在质量比相当的情况下，大质量恒星-黑洞双星可能是短轨道周期（约20-5×10^2天）和长轨道周期（约2×10^3-4×10^3天）的潜在GRB前身星，我们的寿命模拟套件揭示了一个有利的参数空间，其中质量损失可忽略，并且有足够的自旋角动量来驱动GRB喷流。对于初始非自转恒星，这提供了最终自旋的下限，高于形成坍缩后黑洞质量5-10 M_⊙且自旋参数≥0.5的阈值估计。对于初始快速自转恒星，当质量损失可忽略时，潮汐相互作用可能维持高自旋，因为双星没有潮汐同步。