形成类 GW190425 大质量双中子星并合的稳定 Case BB/BC 质量转移

2019 年 4 月 25 日，LIGO-Virgo 合作组探测到来自双中子星（BNS）并合的引力波（GW）信号，即 GW190425。由于推断出的总质量较大，GW190425 的起源尚不明确。我们进行了详细的恒星结构与双星演化计算，考虑了质量损失、内部较差自转以及富氦星与中子星伴星之间的潮汐相互作用。我们探索了初始双星属性的参数空间，包括初始中子星与富氦星质量以及初始轨道周期。我们发现，紧随公共包络之后的 progenitor 系统——由一颗主星 $\sim2.0\,M_\odot$（$\sim1.7\,M_\odot$）中子星与一颗初始质量为 $\sim3.0-5.5\,M_\odot$（$\sim5.5-6.0\,M_\odot$）的次星富氦星组成，处于初始周期为 $\sim0.08-0.5\,{\rm{days}}$（$\sim 0.08-0.4\,{\rm{days}}$）的密近双星中，且在双星演化期间经历稳定的 Case BB/BC 质量转移（MT）——可以再现类 GW190425 BNS 事件的形成。我们的研究表明，GW190425 progenitor 的次星富氦星在其核坍缩前可通过潮汐相互作用被有效自转加速，最终留下一颗中子星，其转动能甚至可达 $\sim10^{52}\,{\rm{erg}}$，这总是远高于超新星（SN）爆发的中微子驱动能。如果新生的次星中子星是磁星，我们预期 GW190425 可能是磁星驱动 SN 的遗迹，例如磁星驱动超剥离 SN、超亮 SN 或宽线型 Ic SN。我们的结果表明，GW190425 可通过孤立双星演化形成，该演化涉及紧随公共包络相之后的稳定 Case BB/BC MT。此外，我们表明富氦星可被潮汐自转加速，可能在第二次 SN 爆发期间形成自转的磁化中子星（磁星）。