Stability of stars undergoing rapid mass loss

Abstract

Prenos hmoty v dvojhviezde je bežným javom v stelárnej astrofyzike. Ak sa prenos hmoty deje na dynamickej časovej škále, dvojhviezda môže prejst' katastrofickou interakciou sprevádzanou ohromnou stratou hmoty, momentu hybnosti a energie. Táto takzvaná fáza vývoja v spoločnej obálke je kl'účovým krokom pri formácii blízkych dvojhviezd zložených z kompaktných objektov (bielych trpaslíkov, ne- utrónových hviezd, čiernych dier), ktoré zahŕňajú predchodcov zdrojov gravi- tačných vĺn detegovaných interferometrom LIGO. Vylepšením existujúcich mode- lov prenosu hmoty v dvojhviezde môžeme vierohodnejšie rozhodnút', kedy nastane vývoj v spoločnej obálke a ohraničit' počet blízkych dvojhviezd zložených z kom- paktných objektov. V tejto práci predstavíme nový model prenosu hmoty v dvoj- hviezde. S prenosom hmoty budeme zaobchádzat' ako so špeciálnym prípadom hviezdneho vetra. Budeme sa opierat' o predpoklad, že Rocheho potenciál vy- tvára de Lavalovu trysku okolo prvého Lagrangeovského bodu. Hmota je potom prenášaná cez trysku. Náš model prenosu hmoty v dvojhviezde predpovedá mieru prenosu hmoty rovnakého rádu ako štandardné modely, ktoré používajú Bernoul- liho zákon. Výhodou nášho modelu však je, že je rozšíritel'ný tak,...

Binary mass transfer is a common phenomenon is stellar astrophysics. If the mass transfer proceeds on dynamical timescale, the binary can undergo a catastrophic interaction accompanied by tremendous loss of mass, angular momentum, and energy. This so-called common envelope evolution phase is a crucial step in the formation of close binaries composed of compact objects (white dwarfs, neutron stars, black holes), which includes progenitors of gravitational wave sources de- tected by LIGO. By improving existing models of binary mass transfer we can correct the predictions of common envelope evolution and constraint the rates of close binaries composed of compact objects. In this work, we introduce new model of binary mass transfer. We will treat the mass transfer as a special case of stellar wind. We will rely on the assumption that the Roche potential sets up a de Laval nozzle around the first Lagrange point. The mass is then transferred through the nozzle. Our binary mass transfer model predicts mass transfer rates in the same order of magnitude as the standard models which use the Bernoulli's law. But the advantage of our model is that it is extendable to account for radiation.