大质量孪生双星的稳定性与并合

大质量恒星通常以双星形式存在，且轨道周期小于10天的双星可能偏好近乎相等的子星质量。本文中，我们研究这些双星演化至接触的过程，以及这些系统作为双中子星双星前身星的可能性。观测到的双中子星双星的小轨道间距表明其前身系统在演化过程中至少经历了一次共同包层阶段。Bethe & Brown (1998) 提出，大质量孪生双星将在两个子星同时攀升红巨星支或渐近巨星支时经历共同包层演化，也称为双核演化。利用恒星演化代码 Evolve Zero Age Main Sequence 生成的模型，我们确定了导致两个子星同时攀升 RGB 或 AGB 的质量比范围，将其作为诞生时间差 t 的函数。我们发现，即使对于宽松的 t=5 Myr，对于一颗 8 Solar Mass 的主星，最小质量比 qmin=0.933，且对于更大的主星该值增大。我们使用流体动力学代码 StarSmasher 专门研究 q=1 共同包层系统作为初始子星质量、年龄和轨道间距的函数的演化。我们发现了动力学稳定性极限，即双星变为动力学不稳定的最大轨道间距，作为子星质量和年龄的函数。最后，我们计算了旋进阶段抛射物质的效率，以在共同包层被完全抛射的假设下从我们的数值结果外推遗迹双星的性质。我们发现，对于名义核心质量，给定子星质量存在一个最小轨道间距，使得氦核在紧密束缚的双星中存活共同包层演化，并成为双中子星的可行前身星。