引力波数据显示绝大多数亮红新星不会以中子星合并告终
天文学家首次利用引力波观测数据，对双星系统中恒星相互撕裂后的结局给出了硬性数字。答案令人惊讶：绝大多数这类事件产生的并非LIGO和Virgo能够探测到的中子星和黑洞合并。
这项由Dhruv Jain领导、已被《天体物理学杂志》（Astrophysical Journal）接收的研究，探讨了一个关于亮红新星（LRNe）的长期问题。亮红新星是当双星系统中的两颗恒星共享一个气体共有包层时爆发的明亮光学暂现现象。天文学家长期以来一直猜测，这些事件可能是最终螺旋靠近并合并、产生引力波的致密双星系统的诞生信号。新研究利用真实数据检验了这一假设。
研究团队将Zwicky瞬变设施（ZTF）测量的亮红新星观测率与LIGO-Virgo-KAGRA（LVK）合作项目第四次观测运行测量的引力波合并率进行了比较。核心结果令人震惊：在宇宙年龄范围内，仅有约0.1%的LRNe会产生双中子星（BNS）或中子星–黑洞（NSBH）合并。
共有包层及其后果
亮红新星被认为发生在密近双星系统中两颗恒星的外层被共享时，形成包裹两个恒星核的单一气体”共有包层”。包层内的摩擦导致恒星核向内螺旋运动，将包层物质抛射到太空中，并产生特征性的红色光学爆发。
传统观点认为，这种螺旋过程会大幅收紧剩余恒星核的轨道，最终使它们合并为致密双星系统，可被引力波天文台探测到。但数字从未吻合过：观测到的LRNe率远高于引力波探测器看到的致密双星合并率。
Jain团队构建了一个严格的框架来量化这种不匹配。利用ZTF的LRN率并应用延时分布模型——计算致密双星合并所需的时间——他们推算出如果每个LRN都导致致密双星，应该有多少LRNe产生引力波合并。预测的比率比LVK观测到的值高出数个数量级。
千分之一
推导出的约千分之一的约束意味着绝大多数共有包层抛射产生了不同的结果。主要的替代结果是直接恒星合并：共有包层内的两个核在能够形成足够紧密的轨道以产生可探测引力波事件之前就碰撞合并。有些系统也可能产生在哈勃时间内永远不会合并的宽双星。
这一结果为长期依赖共有包层效率理论假设的双星演化模型提供了观测锚点。如果大多数LRNe产生的是恒星合并而非致密双星，那么共有包层阶段对轨道收紧的效率远低于许多模型的假设。
该论文已在arXiv上以编号2511.19243发布，并被《天体物理学杂志》（Astrophysical Journal）接收。
婷 翻译