致密双星近距离合并的相对稳定性

致密双星的轨道间距会因引力辐射的发射而随时间缩小。双星系统演化的这一旋进阶段通常比系统的轨道周期长得多，但最终的并合可能是动力学的，并在很大程度上由流体动力学效应驱动，特别是如果存在一个临界间距，系统在该间距下对合并变得动力学不稳定。事实上，如果弱相对论系统（如白矮星-白矮星双星）在某个临界近距离遇到动力学不稳定点，并合可能完全是一个经典的流体动力学过程。因此，对双星演化的这一阶段的适当研究必须包括三维流体动力学模拟。我们构建了同步旋转、等质量、圆轨道双星的平衡序列，每个序列只有一个参数——双星间距——在变化。我们构建了各种多方以及现实的白矮星和中子星状态方程的序列。使用牛顿有限差分流体动力学代码，我们检查了这些平衡序列上各个模型的动力学稳定性。我们的模拟表明，在我们分析的具有相对较软状态方程的序列（多方指数 $n=1.0$ 和 1.5 的多方序列以及两个白矮星序列）上不存在不稳定点。然而，我们确实在具有较硬状态方程的序列（$n=0.5$ 多方序列和两个中子星序列）上识别出动力学不稳定的双星模型。因此我们推断，具有软状态方程的双星系统不会因动力学不稳定而驱动合并。