Binary Black Hole Formation with Detailed Modeling: Stable Mass Transfer Leads to Lower Merger Rates
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Rapid binary population synthesis codes are often used to investigate the evolution of compact-object binaries. They typically rely on analytical fits of single-star evolutionary tracks and parameterized models for interactive phases of evolution (e.g., mass transfer on a thermal timescale, determination of dynamical instability, and common envelope) that are crucial to predict the fate of binaries. These processes can be more carefully implemented in stellar structure and evolution codes such as MESA. To assess the impact of such improvements, we compare binary black hole mergers as predicted in models with the rapid binary population synthesis code COSMIC to models ran with MESA simulations through mass transfer and common-envelope treatment. We find that results significantly differ in terms of formation paths, the orbital periods and mass ratios of merging binary black holes, and consequently merger rates. While common-envelope evolution is the dominant formation channel in COSMIC, stable mass transfer dominates in our MESA models. Depending upon the black hole donor mass, and mass-transfer and common-envelope physics, at subsolar metallicity, COSMIC overproduces the number of binary black hole mergers by factors of 2–35 with a significant fraction of them having merger times orders of magnitude shorter than the binary black holes formed when using detailed MESA models. Therefore we find that some binary black hole merger rate predictions from rapid population syntheses of isolated binaries may be overestimated by factors of ∼ 5–500. We conclude that the interpretation of gravitational-wave observations requires the use of detailed treatment of these interactive binary phases.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».