Throne-Z ytkow天体形成通道的研究

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1975年, Throne和˙Zytkow提出了具有1M⊙简并的中子核和大质量壳层(≥2M⊙)的特殊天体,它叫做Throne-˙Zytkow(T˙Z)天体。它看上去像红巨星或红超巨星的恒星。目前T˙Z天体有三种形成通道:(i)在球状星团里中子星和小质量的主序星的碰撞而形成T˙Z天体;(ii)由于额外的“踢”速度,刚形成的中子星直接嵌入到伴星中间形成T˙Z天体;(iii)高质量X-射线双星(HMXB)阶段后中子星跟它伴星的并合而形成T˙Z天体。前两种形成通道比较罕见,大部分的T˙Z天体是通过第三种通道形成的。研究T˙Z天体的诞生率不仅帮助我们了解双星演化(公共包层演化和合并),而且帮助我们了解像HV2112,1E2259+586,4U0142+62,RXJ1838.4-0301等特殊天体。  到目前为止,没有对T˙Z天体形成的详细地演化模拟,在本论文中,我们研究了T˙Z天体在密近双星的形成通道,讨论了T˙Z天体前身星的特点。我们运用星族合成方法和快速双星演化程序对2×107个双星系统进行演化模拟。其中大概有0.3%演化成中子星和它伴星组成的双星系统。大概0.08%的双星系统通过洛希瓣物质转移,而0.07%经过动力学物质转移或公共包层演化,约为0.020%双星系统里发生中子星和它伴星的合并。只有0.015%双星系统里形成T˙Z天体。  我们估算T˙Z天体在银河系里的诞生率为1.5×10?4每年,跟估算值一致。它们的前身星是中子星跟主序星(MS),赫氏间隙(HG),中心氦燃烧(CHeB)和裸氦星(NHe)组成的。它们的诞生率分别为1.7×10?5,1.35×10?4,0.7×10?5和0.6×10?5每年。我们认为T˙Z天体的壳层不仅富有氢而且还有氦。众所周知,三个HMXB(SMC X-1,Cen X-3和LMC X-4)里中子星的大质量伴星充满自身的洛希瓣,中子星跟伴星并合成T˙Z天体。我们发现这三个HMXB的伴星质量和轨道周期的关系跟T˙Z天体的前身星一致的。
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