旋近白矮星双星中的潮汐共振锁定

我们计算了由于引力波辐射而旋近的氦和碳/氧（C/O）白矮星（WD）双星的潮汐响应。我们表明，先前在具有早型星的双星中考虑过的共振锁定，在白矮星双星中普遍发生。在共振锁定中，轨道和自旋频率同步演化，使得潮汐强迫频率近似恒定，并且特定的简正模保持共振，产生有效的潮汐耗散和近乎同步的自转。我们证明，自旋和轨道频率之间的类似锁定不仅可以发生在全局驻波中，甚至当阻尼如此有效以至于共振潮汐响应变成行波时也可以发生。我们推导了g模共振锁定期间潮汐品质因子Q和潮汐加热率的简单解析公式，并通过数值验证了我们的结果。我们发现，在C/O白矮星中，轨道周期约1-2小时时Q~10^7，在氦白矮星中，P_orb约3-10小时时Q~10^9。通常潮汐加热发生在足够接近表面的地方，以至于能量可以作为表面辐射被观测到。此外，在轨道周期约10分钟附近，潮汐加热率达到约10^{-2} L_⊙，与我们基准白矮星模型的光度相当。最近对13分钟双白矮星J0651的观测大致与我们的理论预测一致。潮汐自然倾向于产生较差自转；然而，我们表明，即使存在集中在白矮星表面附近的潮汐力矩，典型白矮星的化石磁场强度也可以维持刚体自转至少到P_orb约10分钟。