诞生踢在形成非对称致密双星并合中的作用
高能天体物理现象
2023-07-28 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
在最近一次的观测运行中，LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) 合作组观测到了来自质量比高度非对称的致密双星并合的引力波 (GWs)，包括双黑洞 (BBHs) 与中子星—黑洞 (NSBHs)。似乎质量比 q≃0.2 的 NSBHs 比同等非对称的 BBHs 更常见，但其原因仍不清楚。我们使用双星种群合成代码 COSMIC 来研究导致非对称致密双星形成与并合的演化路径。我们发现，在孤立双星恒星演化的框架下，大多数非对称并合起始于非对称的恒星双星。由于初始非对称性，这些系统往往首先经历动力学不稳定的质量转移阶段。然而，在首颗恒星坍缩为致密天体后，质量比接近 1，第二阶段的质量转移通常是稳定的。根据我们的模拟，这种稳定的质量转移自身不足以使轨道收缩到系统能够并合的程度。相反，第二-born 致密天体在其坍缩期间所受到的诞生踢，是决定这些系统中有多少能够并合的关键。对于质量比 q≤0.1 的最非对称系统，我们模型中发生并合的系统在第二阶段坍缩期间平均受到 255 km s^{-1} 的踢速度，而未并合系统的平均踢速度为 59 km s^{-1}。由于较低质量的致密天体（如 NSs）预期比高质量 BHs 受到更大的诞生踢，这或许可以解释为何非对称 NSBH 系统比非对称 BBH 系统更频繁地并合。
引用
@article{arxiv.2303.06081,
title = {The role of natal kicks in forming asymmetric compact binary mergers},
author = {Madeline Oh and Maya Fishbach and Chase Kimball and Vicky Kalogera and Christine Ye},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.06081},
year = {2023}
}
备注
14 pages, 5 figures; updated to match version accepted by ApJ