OBDIRANIE NEYTRONNOY ZVEZDY V SOSTAVE TESNOY DVOYNOY SISTEMY V PARE S ChERNOY DYROY

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Рассмотрены последние стадии эволюции пары нейтронная звезда —— черная дыра. Согласно современной парадигме, такие системы в конце концов сливаются, что в некоторых случаях сопровождается приливным разрушением нейтронной звезды. С помощью аналитических методов показано, что в зависимости от параметров системы (начальные массы и собственные моменты импульса компонентов, уравнение состояния нейтронной звезды) также возможен сценарий медленного (порядка нескольких секунд) приливного обдирания нейтронной звезды черной дырой. Дойдя до нижнего предела масс (около одной десятой массы Солнца), нейтронная звезда взрывается, производя сравнительно мощный электромагнитный транзиент. Проведенные популяционные расчеты показывают, что в зависимости от модельных предположений эволюции тесных двойных систем (значение параметра эффективности стадии с общей оболочкой, механизм взрыва сверхновой) и начальной металличности звездной популяции, механизм обдирания возможен в 50–90% случаев среди всех сливающихся пар нейтронных звезд —— черных дыр. Из-за большой массы выброшенного вещества излучение килоновой в таком сценарии имеет хорошие перспективы обнаружения.

About the authors

N. I. Kramarev

НИЦ “Курчатовский институт”; Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга МГУ им. М. В. Ломоносова

Email: kramarev-nikita@mail.ru
Москва, Россия; Москва, Россия

A. G. Kuranov

Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга МГУ им. М. В. Ломоносова

Москва, Россия

A. V. Yudin

НИЦ “Курчатовский институт”; Новосибирский государственный университет

Москва, Россия; Новосибирск, Россия

K. A. Postnov

Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга МГУ им. М. В. Ломоносова

Москва, Россия

References

  1. LIGO/Virgo/KAGRA Коллаборация (The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration, and the KAGRA Collaboration), arXiv:2404.04248 (2024)
  2. Аббот и др. (B. P. Abbott, R. Abbott, T. D. Abbott, F. Acernese, K. Ackley, C. Adams, et al.), Astrophys. J. (Lett.) 848, L13 (2017).
  3. Аранофски и Кролак (P. Jaranowski and A. Krolak), Astrophys. J. 394, 586 (1992).
  4. Бардин и др. (J. M. Bardeen, W. H. Press, and S. A. Teukolsky), Astrophys. J. 178, 347 (1972).
  5. Барроуз и др. (A. Burrows, D. Radice, D. Vartanyan, H. Nagakura, M. A. Skinner, and J. C. Dolence), MNRAS 491,2715 (2020).
  6. Блинников и др. (S. I. Blinnikov, I. D. Novikov, T. V Perevodchikova, and A. G. Polnarev), Sov. Astron. Lett. 10, 177 (1984).
  7. Блинников и др. (S. I. Blinnikov, V. S. Imshennik, D. K. Nadezhin, I. D. Novikov, T.V. Perevodchikova, and A. G. Polnarev), Sov. Astron. 34, 595 (1990).
  8. Блинников и др. (S. I. Blinnikov, F K. Ropke, E. I. Sorokina, M. Gieseler, M. Reinecke, C. Travaglio, et al.), Astron. Astrophys. 453, 229 (2006).
  9. Блинников и др. (S. I. Blinnikov, D. K. Nadyozhin, N.I. Kramarev, and A.V. Yudin), Astron. Rep. 65, 385 (2021).
  10. Блинников и др. (S. Blinnikov, A. Yudin, N. Kramarev, andM. Potashov), Particles 5,198 (2022).
  11. Брукгорден и др. (F S. Broekgaarden, E. Berger, C.J. Neijssel, A. Vigna-Gbmez, D. Chattopadhyay, S. Stevenson, etal.), MNRAS 508, 5028 (2021).
  12. Бхаттачария и др. (M. Bhattacharya, P. Kumar, and G. Smoot), MNRAS 486, 5289 (2019).
  13. Веббинк (R. F. Webbink), Astrophys. J. 277, 355 (1984).
  14. Векс (N. Wex), Classical and Quantum Gravity 12, 983 (1995).
  15. Виллар и др. (V. A. Villar, J. Guillochon, E. Berger, B. D. Metzger, P. S. Cowperthwaite, M. Nicholl, et al.), Astrophys. J. (Lett.) 851, L21 (2017).
  16. Галлаци и др. (A. Gallazzi, S. Charlot, J. Brinchmann, S. M. White, and C.A. Tremonti), MNRAS 362, 41 (2005).
  17. Гомпертц и др. (B. P. Gompertz, M. Nicholl, P. Schmidt, G. Pratten, and A. Vecchio), MNRAS 511,1454 (2022).
  18. Греф и др. (S. K. Greif, K. Hebeler, J. M. Lattimer, C.J. Pethick, and A. Schwenk), Astrophys. J. 901, 155 (2020).
  19. Дан и др. (M. Dan, S. Rosswog, J. Guillochon, and E. Ramirez-Ruiz), Astrophys. J. 737, 89 (2011).
  20. Джакоббо и др. (N. Giacobbo, M. Mapelli, andM. Spera), MNRAS 474, 2959 (2018).
  21. де Коол (M. de Kool), Astrophys. J. 358,189 (1990).
  22. Дроздаидр. (P. Drozda, K. Belczynski, R. O’Shaughnessy, T. Bulik, and C. L. Fryer), Astron. Astrophys. 667, A126 (2022).
  23. Дэвис и др. (M. B. Davies, A. J. Levan, and A. R. King), MNRAS 356, 54 (2005).
  24. Зу и др. (J.-P. Zhu, S. Wu, Y. Qin, B. Zhang, H. Gao, and Z. Cao), Astrophys. J. 928, 167 (2022).
  25. Ибен и Тутуков (I. Iben, Jr. and A. V. Tutukov), Astrophys. J. Suppl. Ser. 54, 335 (1984).
  26. Йип и др. (C.-M. Yip, M.-C. Chu, S.-C. Leung, and L.-M. Lin), Astrophys. J. 956, 115 (2023).
  27. Кавагаши и др. (K. Kawaguchi, K. Kyutoku, M. Shiba ta, and M. Tanaka), Astrophys. J. 825, 52 (2016).
  28. Киппенхан и Вейгерт (R. Kippenhahn and A. Weigert), Zeitschrift fur Astrophysik 65, 251 (1967).
  29. Киучи и др. (K. Kiuchi, Y. Sekiguchi, K. Kyutoku, M. Shibata, K. Taniguchi, and T. Wada), Phys. Rev. D 92, 064034 (2015).
  30. Кларк и Эрдли (J. P.A. Clark and D. M. Eardley), Astrophys. J. 215, 311 (1977).
  31. Ковальська и др. (I. Kowalska, T. Bulik, K. Belczynski, M. Dominik, and D. Gondek-Rosinska), Astron. Astrophys. 527, A70 (2011).
  32. Крамарев и Юдин (N. Kramarev and A. Yudin), MNRAS 525, 3306 (2023a).
  33. Крамарев и Юдин (N. Kramarev and A. Yudin), MNRAS 522, 626 (2023b).
  34. Ксинг и др. (Z. Xing, S. S. Bavera, T. Fragos, M.U. Kruckow, J. Romhn-Garza, J. J. Andrews, et al.), arXiv e-prints, p. arXiv:2309.09600 (2023).
  35. Кудрицкий и Пулс (R.-P. Kudritzki and J. Puls), Ann. Rev. Astron. Astrophys. 38, 613 (2000).
  36. Кютокуидр. (K. Kyutoku, K. loka, H. Okawa, M. Shibata, andK. Taniguchi), Phys. Rev. D 92, 044028 (2015).
  37. Кютокуидр. (K. Kyutoku, M. Shibata, andK. Taniguchi), Living Reviews in Relativity 24, 5 (2021).
  38. Лавлейс и др. (G. Lovelace, M. D. Duez, F Foucart, L. E. Kidder, H. P. Pfeiffer, M. A. Scheel, et al.), Classical and Quantum Gravity 30, 135004 (2013).
  39. Лавридж и др. (A. J. Loveridge, M. V. van der Sluys, and V. Kalogera), Astrophys. J. 743, 49 (2011).
  40. Латтимер и Шрамм (J. M. Lattimer and D. N. Schramm), Astrophys. J. (Lett.)192, L145 (1974).
  41. Ли и Пачинский (L.-X. Li and B. Paczyhski), Astrophys. J. (Lett.) 507, L59 (1998).
  42. Любов и Шу (S. H. Lubow and F. H. Shu), Astrophys. J. 198, 383 (1975).
  43. Мецакаппа и Фуллер (A. Mezzacappa and G. M. Fuller), Open Issues in Core Collapse Supernova Theory, WORLD SCIENTIFIC (2005).
  44. Мецгер и др. (B. D. Metzger, G. Martinez-Pinedo, S. Darbha, E. Quataert, A. Arcones, D. Kasen, et al.), MNRAS 406, 2650 (2010).
  45. Миядзи и др. (S. Miyaji, K. Nomoto, K. Yokoi, and D. Sugimoto), Publ. Astron. Soc. Japan 32, 303 (1980)
  46. Озел и др. (F. Ozel, D. Psaltis, R. Narayan, and A. Santos Villarreal), Astrophys. J. 757, 55 (2012).
  47. Панов и Юдин (I. V. Panov and A. V. Yudin), Astron. Lett. 46, 518 (2020).
  48. Пачинский и др. (B. Paczyhski, J. Zidlkowski, and A. Zytkow), in M. Hack (ed.), Mass Loss from Stars, Vol. 13 of Astrophysics and Space Science Library p. 237 (1969).
  49. Пачинский (B. Paczyhski), Acta Astronomica 17, 287 (1967).
  50. Пирсон и др. (J. M. Pearson, N. Chamel, A. Y. Potekhin, A. F Fantina, C. Ducoin, A. K. Dutta, et al.), MNRAS 481,2994 (2018).
  51. Портегиз Зварт (S. F. Portegies Zwart), Astrophys. J. (Lett.) 503, L53 (1998).
  52. Постнов и Куранов (K. A. Postnov and A. G. Kuranov), MNRAS 483, 3288 (2019)
  53. Постнов и Юнгельсон (K. A. Postnov and L. R. Yungelson), Living Reviews in Relativity 17, 3 (2014).
  54. Постнов и др. (K. A. Postnov, A. G. Kuranov, and I. V. Simkin), Astron. Lett. 45, 728 (2020).
  55. Прайс и др. (D. J. Price, J. Wurster, T. S. Tricco, C. Nixon, S. Toupin, A. Pettitt, et al.), Publ. Astron. Soc. Australia 35, e031 (2018).
  56. Рааджмейкерс и др. (G. Raaijmakers, S. K. Greif, T. E. Riley, T. Hinderer, K. Hebeler, A. Schwenk, et al.), Astrophys. J. (Lett.) 893, L21 (2020).
  57. Ратковик и др. (S. Ratkovic, M. Prakash, and J. M. Lattimer), arXiv e-prints, pp astro-ph/0512133 (2005).
  58. Ризолла (L. Rezzolla), An Introduction to Astrophysical Black Holes and Their Dynamical Production, pp 1—44, Springer Inter. Publ., Cham (2016).
  59. Сисс и Лебрейи (L. Siess and U. Lebreuilly), Astron. Astrophys. 614, A99 (2018).
  60. Танигучи и др. (K. Taniguchi, T. W. Baumgarte, J. A. Faber, and S. L. Shapiro), Phys. Rev. D 77, 044003 (2008).
  61. Фраер и др. (C. L. Fryer, K. Belczynski, G. Wiktorowicz, M. Dominik, V. Kalogera, and D. E. Holz), Astrophys. J. 749, 91 (2012)
  62. Харли и др. (J. R. Hurley, O.R. Pols, and C.A. Tout), MNRAS 315, 543 (2000).
  63. Харли и др. (J. R. Hurley, C. A. Tout, and O. R. Pols), MNRAS 329, 897 (2002).
  64. Хаяши и др. (K. Hayashi, K. Kawaguchi, K. Kiuchi, K. Kyutoku, andM. Shibata), Phys. Rev. D 103, 043007 (2021).
  65. Хаяши и др. (K. Hayashi, S. Fujibayashi, K. Kiuchi, K. Kyutoku, Y. Sekiguchi, and M. Shibata), Phys. Rev. D 106, 023008 (2022).
  66. Хоббс и др. (G. Hobbs, D. R. Lorimer, A. G. Lyne, and M. Kramer), MNRAS 360, 974 (2005).
  67. Шафер и Векс (G. Schafer and N.Wex), Phys. Lett. A 174, 196(1993).
  68. Эгглтон (P. P. Eggleton), Astrophys. J. 268, 368 (1983).
  69. Эйхлер и др. (D. Eichler, M. Livio, T. Piran, and D.N. Schramm), Nature 340, 126 (1989).
  70. Экангер и др. (N. Ekanger, M. Bhattacharya, and S. Horiuchi), MNRAS 525, 2040 (2023).
  71. Юдин (A. V. Yudin), Astron. Lett. 48, 311 (2022).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences