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可疑的兄弟:孤立双星演化中组分黑洞的质量与自旋分布

高能天体物理现象 2022-07-12 v3 太阳与恒星天体物理 广义相对论与量子宇宙学

摘要

LIGO与Virgo引力波探测器已揭示出自旋明确非零的二元黑洞系统,以及显著自旋位于该对系统中质量较大黑洞中的系统。我们通过快速种群合成方法,并详细考虑经由潮汐相互作用的自旋增强,研究了孤立双星演化通过吸积到首生黑洞以及次生黑洞的潮汐自旋增强形成此类高自旋、质量不对称系统的能力。即便对吸积恒星从施主星获取物质的效率作最乐观假设,我们发现仍难以形成在主导黑洞成分中具有显著质量不对称与中等或高自旋的系统。假设大质量恒星内有效的角动量传输以及黑洞上的爱丁顿极限吸积,我们发现,在最乐观模型中,底层二元黑洞族中仅有 <1.5%< 1.5\% 的系统具有大于0.2的主黑洞自旋以及大于2:1的质量不对称,多数模型发现仅约 0.01%0.01\% 的系统满足该标准。因此,形成主黑洞成分中具有显著质量不对称与自旋的系统,除非援引高度超爱丁顿吸积或假设大质量恒星内角动量传输效率低于通常假定,否则不太可能是孤立演化的副产品。

关键词

引用

@article{arxiv.2203.02515,
  title  = {Suspicious Siblings: The Distribution of Mass and Spin Across Component Black Holes in Isolated Binary Evolution},
  author = {Michael Zevin and Simone S. Bavera},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2203.02515},
  year   = {2022}
}

备注

20 pages, 9 figures, published in ApJ