氦星与碳氧白矮星双星系统的演化及其对多样化恒星暂现源与超高速星的意义
太阳与恒星天体物理
2019-06-26 v1 高能天体物理现象
摘要
CO白矮星(WD)上的氦吸积诱发爆炸被认为是若干观测到的恒星暂现源(包括Ia型和Iax型超新星(SN))的有希望的候选体,然而迄今尚未出现明确的最可能结果。我们探讨了白矮星中氦点火的条件,以及氦星-白矮星双星系统的最终归宿随其初始轨道周期和组元质量的变化关系。我们使用双星演化代码(BEC)计算了274个模型双星系统,其中两个组元均被完全分辨。恒星与轨道演化被同步计算,包括质量与角动量转移、潮汐、引力波辐射,以及较差自转和内部流体力学与磁角动量输运。我们发现,氦爆轰仅预期出现在初始轨道周期最短、且初始白矮星质量较大(MWD > 1.0 MSun)和供体质量较小(Mdonor < 0.8 MSun)的系统中,其累积的氦层大多超过0.1 MSun。爆轰发生时,这些系统会将供体作为超高速前白矮星速逃星释放出来,我们预测了其运动学与恒星性质的预期范围。供体质量更大或初始周期超过1.5 h的系统,在累积0.1–0.001 MSun氦之后很可能经历氦缓燃。氦供体恒星质量低于约0.6 MSun的系统中可避免白矮星内的氦点火,并导致三类截然不同的双白矮星系统。开放给氦爆轰的参数空间大小仅对应银河系Ia型SN率的约3%,以及Iax型SN率的10%,而预言的前身星中大量氦(>0.1 MSun)难以与典型Ia型SN的观测轻易调和。
引用
@article{arxiv.1904.12421,
title = {The Evolution of Helium Star Plus Carbon-Oxygen White Dwarf Binary Systems and Implications for Diverse Stellar Transients and Hypervelocity Stars},
author = {P. Neunteufel and S. -C. Yoon and N. Langer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.12421},
year = {2019}
}
备注
Accepted for publication in A&A, 28 pages, 16 figures, 6 tables