Investigating cannibalistic millisecond pulsar binaries using MESA: New constraints from pulsar spin and mass evolution
Notice bibliographique
Résumé
Context. Compact binary millisecond pulsars (MSPs) with orbital periods ≲1 d are key to understanding binary evolution involving massive neutron stars (NSs). Due to the ablation of the companion by the rapidly spinning pulsar, these systems are also known as spiders and categorized into two main branches: redbacks (RBs; companion mass in the range of 0.1 to 0.5 M⊙) and black widows (BWs; companion mass ≲0.1 M⊙). Aims. We present models of low- and intermediate-mass X-ray binaries and compare them with observations of Galactic spiders (including the presence or absence of hydrogen lines in their optical spectra), and we constrain and quantify the interaction between the pulsar and the companion. Methods. Using MESA, we created the allowed initial parameter space. For the first time in MESA, we also included the detailed evolution of the pulsar spin and modeled the irradiation of the companion by the pulsar wind. Results. Efficient mass accretion onto the NS (i.e., at least 70% of the mass transferred is accreted) with an X-ray irradiated disk followed by strong irradiation of the companion can explain most of the properties of the observed spiders. Our RB evolutionary tracks continue to the BW regime, connecting the two branches of spiders. Our models explain the lack of hydrogen in some observed BWs with ultra-light companions. During accretion induced spin up, the mass required to spin up an NS to sub-milliseconds is high enough to collapse it into a black hole. Finally, after analyzing the formation of RB-like spiders with giant companions and orbital periods of several days (huntsmen), we conclude that they are unlikely to produce super-massive NSs (maximum accreted mass ≲0.5 M⊙). Conclusions. Cannibalistic MSP binary formation depends heavily on the interplay between accretion onto the pulsar and pulsar wind irradiation. Our work supports earlier claims that RBs evolve into BWs. We also show that the fastest spinning pulsars may collapse before reaching sub-millisecond spin periods.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».