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气态介质中双星的演化:双星 Bondi-Hoyle-Lyttleton 吸积的三维模拟

高能天体物理现象 2019-10-30 v2 太阳与恒星天体物理

摘要

双星十分常见。虽仅小间距双星可能彼此交换气体,但即便最宽双星也会与气态环境相互作用。阻力与吸积率决定了这些系统如何被此类相互作用改变。我们使用自适应网格加密代码 FLASH 对 Bondi-Hoyle-Lyttleton 流进行三维流体动力学模拟,其中双星相对于均匀介质超声速运动。我们模拟了轨道初始半长轴相对于该双星引力聚焦碰撞参数的系列取值。当双星间距小于引力聚焦碰撞参数时,该对在共享弓形激波内绕转;当间距更大时,每个天体具有各自的弓形激波结构。双星长期演化由吸积、质心减速与轨道内旋的时间尺度决定。我们发现这些时间尺度存在清晰层级:双星质心运动减速的时间尺度短于其内旋或吸积的时间尺度。与假设未扰动背景介质的先前解析预言相反,我们发现轨道内旋时间尺度正比于半长轴的 0.19±0.010.19 \pm 0.01 次幂。这一正标度表明气态阻力既可驱动双星并合,也可驱动至引力辐射主导其后续演化的临界间距。我们讨论了结果对嵌入星际介质、活动星系核盘及公共包层阶段双星的意义。

关键词

引用

@article{arxiv.1901.07572,
  title  = {The Evolution of Binaries in a Gaseous Medium: Three-Dimensional Simulations of Binary Bondi-Hoyle-Lyttleton Accretion},
  author = {Andrea Antoni and Morgan MacLeod and Enrico Ramirez-Ruiz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1901.07572},
  year   = {2019}
}

备注

ApJ Accepted. Updated to reflect journal version including 2 new figures