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연구진은 고립된 대질량 쌍성이 병합 블랙홀 쌍성으로 진화하는 여러 경로 중 '안정적 질량 전달 채널'에 대해, 영년주계열부터 블랙홀 형성까지(후기 급속 연소 단계만 제외) 내부 차등회전과 별 사이의 질량·각운동량 전달을 포함한 상세 쌍성 진화 모델을 구축했다. 질량을 받아들이는 별의 질량 및 화학 구조 진화를 추적한 결과, 이 구조가 역방향 질량 전달 단계에 핵심적인 영향을 미치며, 그 결과 얻어진 블랙홀 스핀과 질량비가 주 블랙홀 질량 10~25 M⊙ 구간의 중력파 관측값 범위에 자연스럽게 들어맞았다. 이 채널의 전구체 쌍성이 다수 알려져 있다는 점까지 고려해, 연구진은 해당 경로가 관측된 중력파 源 집단에 실제로 기여할 가능성이 크다고 결론지었다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)
연구진은 POSYDON의 상세 쌍성 진화 모형으로 0.01, 0.1, 0.2, 0.45, 1Z⊙의 금속량에서 볼프-레이에(WR) 쌍성 집단을 예측하고 소마젤란은하(SMC)·대마젤란은하(LMC)·우리은하의 관측과 비교했다. 그 결과 SMC와 아마도 LMC에서 넓은 궤도의 WR 쌍성이 없는 것은 안정적인 Case-B 질량 이동이 공여성의 외피를 부분적으로만 벗겨내고, 저금속량에서는 WR 항성풍이 남은 외피를 마저 제거할 만큼 강하지 않기 때문으로 설명되며, 태양 금속량에서 나타나는 장주기 봉우리는 저금속량에서 사라진다고 밝혔다. 또한 안정적 질량 이동(SMT)은 Case-A 질량 이동을 통해 주기 약 5~10일의 단주기 봉우리를 만들어 여러 금속량대의 관측과 잘 일치했고, SMT와 비상호작용 계는 모든 금속량에서 WR 쌍성의 주된 형성 경로였으며 그 상대적 기여도는 금속량 의존성을 보이지 않았다. 반면 공통외피 진화는 주로 주기 1일 미만이면서 블랙홀 동반성을 가진 WR 쌍성을 만들어내는 것으로 나타났다.
arXiv astro-ph.GA (은하)
연구진은 항성 인구합성 코드 MRBIN을 갈색왜성 진화 모형과 확장된 초기질량함수로 아항성 영역까지 확장해, 태양 반경 100pc 이내의 백색왜성-갈색왜성(WD-BD) 쌍성 개수를 모의실험했다. 그 결과 100pc 이내에 13±5개의 WD-BD 계가 존재할 것으로 예측됐으며, 이는 관측치와 일치하고 국부 백색왜성 집단의 0.1%에 불과해 이들 계가 매우 희귀함을 확인시켜 준다. 모형은 백색왜성의 질량·온도와 궤도주기 분포를 대체로 재현했지만 모의된 갈색왜성이 관측보다 계통적으로 뜨겁게 나왔고, 표준 공통외피 효율 0.3에서는 근접 WD-BD 쌍성이 과소 생성돼 관측된 단주기 계를 재현하려면 더 높은 효율이 필요할 수 있다고 지적했다.
arXiv astro-ph.GA (은하)