共通外層段階における主要な段階。上:恒星がロッシュローブ を満たす。中:伴星が飲み込まれる。中心核と伴星は共通外層内で互いに螺旋状に接近する。下:外層が放出されるか、2つの恒星が合体する。 天文学 において、共通外層 (CE )とは連星 系を含むガスのことである。[ 1 ] このガスは、埋め込まれた連星系と同じ速度で回転しない。このような構成のシステムは、共通外層段階に ある、あるいは共通外層進化を遂げている と言われる。
共通外層段階の間、埋め込まれた連星系は外層からの抗力 を受け、2つの星の分離距離が減少する。この段階は、外層が放出されて連星系の軌道分離距離が大幅に縮小するか、2つの星が十分に接近して合体し、1つの星を形成するかのいずれかで終了する。共通外層段階は、関係する星の寿命に比べて短い。
共通外層段階を経て外層が放出されると、コンパクト天体 と近接伴星からなる連星系が形成されることがある。激変星 、X線連星 、近接連星白色矮星 または中性子星 の連星系は、共通外層進化を経たと考えられるこの種の連星系の例である。これらの例すべてにおいて、現在の軌道分離よりもはるかに大きな星の核であったはずのコンパクトな残骸(白色矮星、中性子星、またはブラックホール)が存在する。これらの連星系が共通外層進化を経たとすれば、現在の近接分離が説明できる。コンパクト天体を含む短周期連星系は、重力波 やIa型超新星 の発生源である。
共通エンベロープ進化の結果の予測は不確実である。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]
共通エンベロープは、接触連星 と混同されることがある。共通エンベロープ連星系では、エンベロープは一般的に埋め込まれた連星系と同じ速度で回転しないため、L 2 ラグランジュ点を通る等 電位面 によって制約されない。[ 1 ] 接触連星系では、共有エンベロープは連星系とともに回転し、等電位面を満たす。[ 5 ]
連星系が共通の外層を形成するまでの段階。この系の質量比は M 1 /M 2 =3 である。黒線はロッシュ等電位面、破線は回転軸である。(a) 両方の星はロッシュローブ内にあり、星 1 は左側 (質量 M 1、 赤色)、星 2 は右側 (質量 M 2 、オレンジ色) にある。(b) 星 1 は成長してロッシュローブをほぼ満たしている。(c) 星 1 は成長してロッシュローブを超過し、星 2 に質量を移動させている: ロッシュローブのオーバーフロー。(d) 物質の移動が速すぎて降着できず、星 2 の周りに物質が蓄積している。(e) 楕円で模式的に表される共通の外層が形成されている。Izzard et al. (2012) の図 1 を改変。[ 6 ] 連星系では、軌道間隔が急速に減少するか、一方の星が急速に膨張すると、共通外層が形成されます。[ 2 ] ドナー星はロッシュローブ が満杯になると質量移動を開始します。その結果、軌道がさらに縮小し、ロッシュローブがさらに溢れ出し、質量移動が加速され、軌道がさらに速く縮小し、ドナー星がさらに膨張します。これは、動的に不安定な質量移動の暴走プロセスにつながります。場合によっては、受容星がすべての物質を受け入れることができず、伴星を包み込む共通外層の形成につながります。[ 7 ]
進化 ドナーのコアは恒星外層の膨張や共通外層の形成には関与せず、共通外層には元のドナーのコアと伴星の 2 つの天体が含まれる。これら 2 つの天体は (最初は) 共通外層内で軌道運動を続ける。しかし、ガス外層内の抗力により、2 つの天体はエネルギーを失い、より接近した軌道になり、実際に軌道速度が増加すると考えられている。軌道エネルギーの損失により外層が加熱され膨張すると考えられ、共通外層のフェーズ全体は、外層が宇宙に放出されるか、外層内の 2 つの天体が合体して外層を膨張または放出するためのエネルギーがなくなると終了する。[ 7 ] 共通外層内の軌道が収縮するこのフェーズは、螺旋状接近 として知られている。
観察された兆候 共通外層イベント(CEE)は観測が困難です。その存在は主に、他のメカニズムでは説明できない連星系が銀河に存在することから間接的に推測されてきました。観測的には、CEEは典型的な新星 よりも明るく、典型的な超新星 よりも暗いはずです。共通外層の光球は比較的低温(約5,000 K)で、赤いスペクトルを放出します。しかし、その大きさから、赤色超巨星 と同程度の大きな光度になるはずです。共通外層イベントは、光度の急激な上昇から始まり、その後、外層内の水素の再結合 によって駆動される数ヶ月間一定の光度が続くプラトー(II-P型超新星 によく似ています)が続きます。その後、光度は急速に減少するはずです。[ 7 ]
上記の説明に類似した現象は過去にいくつか観測されている。これらの現象は高光度赤色新星 (LRNe)と呼ばれている。これらは中間光度赤色過渡現象(ILRT)と呼ばれるより広範な現象のサブセットである。これらの現象は比較的ゆっくりとした膨張速度を持ち、 200~1000 km/s 、総放射エネルギーは 10 38 –10 40 J 。[ 7 ]
これまでに観測された可能性のあるCEEには、以下のものが含まれます。
参考文献 1 2 Paczyński, B. (1976). "共通エンベロープ連星". Eggleton, P.; Mitton, S.; Whelan, J. (eds.). Structure and Evolution of Close Binary Systems . IAU Symposium No. 73. Dordrecht: D. Reidel . pp. 75–80 . Bibcode : 1976IAUS...73...75P . 1 2 Iben, I.; Livio, M. (1993). " 連星進化における共通包絡線" . Publications of the Astronomical Society of the Pacific . 105 : 1373–1406 . Bibcode : 1993PASP..105.1373I . doi : 10.1086/133321 . ↑ Taam, RE; Sandquist, EL (2000). "Common Envelope Evolution of Massive Binary Stars". Annual Review of Astronomy and Astrophysics . 38 : 113–141 . Bibcode : 2000ARA & A..38..113T . doi : 10.1146/annurev.astro.38.1.113 . ↑ Ivanova, N.; Justham, S.; Chen, X.; De Marco, O.; Fryer, CL; Gaburov, E.; Ge, H.; Glebbeek, E.; Han, Z.; Li, XD; Lu, G.; Podsiadlowski, P.; Potter, A.; Soker, N.; Taam, R.; Tauris, TM; van den Heuvel, EPJ; Webbink, RF (2013). "共通エンベロープの進化:現状と今後の展望". The Astronomy and Astrophysics Review . 21 59. arXiv : 1209.4302 . Bibcode : 2013A & ARv..21...59I . doi : 10.1007/s00159-013-0059-2 . ↑ エグルトン、P. (2006). 連星および多重星の進化過程 . ケンブリッジ: ケンブリッジ大学出版局 . ISBN 978-0521855570 。↑ Izzard, RG; Hall, PD; Tauris, TM; Tout, CA (2012). "共通エンベロープの進化" . 国際天文学連合議事録 . 7 : 95– 102. Bibcode : 2012IAUS..283...95I . doi : 10.1017/S1743921312010769 . 1 2 3 4 5 Ivanova, N.; Justham, S.; Nandez, JLA; Lombardi, JC (2013). "Identification of the Long-Sought Common-Envelope Events". Science . 339 (6118): 433– 435. arXiv : 1301.5897 . Bibcode : 2013Sci...339..433I . doi : 10.1126/science.1225540 . PMID 23349287 . ↑ 「奇妙な星の爆発の謎が解明されるかもしれない」 Space.com 2013 年1月24日 2015年 8月30 日 閲覧