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狼-瑞尔星与致密天体双星作为二进制致密天体的前体星

高能天体物理现象 2025-04-02 v2

摘要

包含狼-瑞尔星(Wolf-Rayet)与致密天体(compact object,CO)的双星系统,可能是引力波探测器观测到的二进制致密天体(BCO)合并的前体星。本文使用开源的人口合成代码SEVN来调查WR-CO作为BCO前体星的作用。我们考虑初始为5×1065 \times 10^6颗双星系统,并在96种金属丰度、常见包围效率、核心崩溃超新星模型和天体nova模型分布的参数组合下演化。我们发现,WR-CO是大多数BCO的前体星,尤其在高和中等金属丰度下。在Z=0.020.014Z=0.02、0.0140.00140.0014时,超过99%的BCO演化为WR-CO。在Z=0.00014Z = 0.00014时,由于二进制剥离效率较低,WR-CO前体星的BCO比例下降至约83-95%。尽管WR-CO在BCO生产中发挥关键作用,但仅约5-30%的WR-CO最终演化为BCO。我们发现,银河系中唯一被认为是WR-CO的Cyg X-3,是值得关注的BCO前体星,特别是如果它包含一颗黑洞。在我们的模拟中,约70-100%的Cyg X-3类系统(WR-BH配置,黑洞质量10 M\leq 10 \rm ~ M_\odot)是BCO前体星,与文献一致。未来对类似Cyg X-3的WR-CO观测可能是解释BCO形成的罗塞塔石碑。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.08965,
  title  = {Wolf-Rayet -- compact object binaries as progenitors of binary compact objects},
  author = {Erika Korb and Michela Mapelli and Giuliano Iorio and Guglielmo Costa and Marco Dall'Amico},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.08965},
  year   = {2025}
}

备注

18 pages, 14 figures, 1 table. Accepted for publication in A&A