稳定质量转移形成通道中的不等质量、高自旋双黑洞合并
高能天体物理现象
2024-09-25 v2 太阳与恒星天体物理
广义相对论与量子宇宙学
摘要
不断增长的引力波(GW)探测数据库包含了遥远宇宙中双黑洞合并形成的微妙线索。探测到的GW源的一个令人困惑的特性是BH-BH双星的质量比q与其有效自旋之间可能存在的(反)关联。我们使用快速双星演化模型证明,孤立双星演化随后经历剥离氦核心的有效潮汐自旋加速,在BH-BH合并的Xeff对q分布中产生了类似的模式。在我们的模型中,稳定质量转移形成情景中不等质量BH-BH系统的 progenitors,在第二次洛希瓣溢出期间比演化成近等质量成分系统的双星更有可能有效地缩小其轨道。这使得不等质量progenitors更容易进入潮汐自旋加速区域,并随后由于GW发射而合并。然而,我们的结果对一些输入假设很敏感,特别是质量转移的稳定性和非保守质量转移期间的角动量损失。我们注意到,快速代码中广泛采用的质量转移方案有利于形成具有不等质量和中等间距的BH-BH合并progenitors。我们将我们的结果与详细的恒星模型网格进行比较,发现在对物理模型进行适当校准后具有合理的一致性。我们预计,未来对不等质量BH-BH合并的探测可能为稳定质量转移形成通道的作用提供有价值的约束。在质量比q范围(0.4 - 0.7)内的BH-BH探测的显著比例,将与第一次相对保守的质量转移期间的质量比反转情景,以及第二次高度非保守质量转移相期间的非增强角动量损失相一致。
引用
@article{arxiv.2404.12426,
title = {Unequal-mass, highly-spinning binary black hole mergers in the stable mass transfer formation channel},
author = {Aleksandra Olejak and Jakub Klencki and Xiao-Tian Xu and Chen Wang and Krzysztof Belczynski and Jean-Pierre Lasota},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.12426},
year = {2024}
}
备注
Version accepted for publication in A&A