THE ROLE OF BINARY STARS IN UNDERSTANDING THE PHYSICS AND EVOLUTION OF STARS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The diversity of close binary stars (CBS) and the rich manifestation of their activity as a result of the interaction of stellar components have turned their observed family into a very developed and effective tool for studying the evolution of stars. This review presents the main features of modern ideas about the evolution of CBS from their origin to the formation of finite compact remnants of components: degenerate dwarfs, neutron stars and stellar black holes. The main phenomena related to their interaction with each other and accompanying the process of fusion of compact components of the CBS are also listed, taking into account the effect of common envelopes, radiation of gravitational waves in cataclysmic and X-ray binaries, supernovae (SN Ia, SN Ib), gamma-bursters and other systems. The paper is based on a talk presented at the astrophysical memorial seminar “Novelties in Understanding the Evolution of Binary Stars”, dedicated to the 90th anniversary of Professor M.A. Svechnikov.

About the authors

A. V. Tutukov

Institute of AstronomY of the RAS

Author for correspondence.
Email: atutukov@inasan.rssi.ru
Russia, Moscow

References

  1. A. H. Batten, Binary and Miltiple Systems of stars (Oxford; New York: Pergamon Press, 1973); Intern. Series of Monographs in Natural Philosophy 51.
  2. B. P. Abbott, R. Abbott, T. D. Abbott, M. R. Abernathy, et al., Phys. Rev. Letters 116(24), id. 241102 (2016).
  3. А. В. Тутуков, А. М. Черепащук, Успехи физ. наук 190(3), 225 (2020).
  4. V. M. Lipunov, K. A. Postnov, and M. E. Prokhorov, The scenario machine: Binary star population synthesis (Amsterdam: Harwood Academic Publishers, 1996).
  5. М. А. Свечников, Каталог орбитальных элементов, масс и светимостей тесных двойных звёзд, Уч. Записки УрГУ. Серия астрономия 5(88) (1969).
  6. З. Т. Крайчева, Е. И. Попова, А. В. Тутуков, Л. Р. Юн-гельсон, Астрон. журн. 55(6), 1176 (1978).
  7. Е. И. Попова, А. В. Тутуков, Л. Р. Юнгельсон, Письма в Астрон. журн. 8(5), 297 (1982).
  8. V. Trimble, Observatory 98, 163 (1978).
  9. З. Т. Крайчева, Е. И. Попова, А. В. Тутуков, Л. Р. Юн-гельсон, Астрон. журн. 56, 520 (1979).
  10. М. А. Свечников, Т. А. Тайдакова, Бюлл. Абастум. Астрофиз. обсерв. № 58, 305 (1985).
  11. С. В. Верещагин, З. Т. Крайчева, Е. И. Попова, А. В. Ту-туков, Л. Р. Юнгельсон, Научные информации астрон. совета АН СССР 63, 3 (1987).
  12. М. А. Свечников, Э. Ф. Кузнецова, Каталог приближенных фотометрических и абсолютных элементов затменных переменных звезд, т. 1, 2 (Екатеринбург, изд-во УрГУ, 1990), VizieR Online Data Catalog 5124 (2004).
  13. E. A. Avvakumova, O. Yu. Malkov, and A. Y. Kniazev, Astron. Nachricht. 334, 860 (2013).
  14. А. Э. Пискунов, А. В. Тутуков, Л. Р. Юнгельсон, Письма в Астрон. журн. 5(2), 81 (1979).
  15. J. M. Scalo, in Protostars and Planets II, edited by D. C. Black and M. S. Matthews (Tucson, Arizona, University of Arizona Press, 1985), p. 201.
  16. А. В. Тутуков, Б. М. Шустов, Астрофизика 63(4), 631 (2020).
  17. A. Duquennoy and M. Mayor, Astron. and Astrophys. 248, 485 (1991).
  18. H. Kobulnicky and C. Fryer, Astron. and Astrophys. 670, 747 (2007).
  19. А. Г. Масевич, А. В. Тутуков, Эволюция звезд: теория и наблюдения. Изд-е 2-е испр. (М.: ЛЕНАНД, 2019).
  20. A. V. Tutukov, Soviet Astron. 31, 663 (1987).
  21. A. A. Tokovinin, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 389, 925 (2008).
  22. B. Paczinski, in Late stages of stellar evolution, edited by R. J. Tayler, J. E. Hesser, IAU Symp. 66, 62 (1974).
  23. I. Iben and A. Tutukov, Astrophys. J. 284, 719 (1984).
  24. K. Nomoto, in: Type I supernovae, Proc. Texas Workshop, Austin, TX, March 17–19, 1980 (Austin, Texas, University of Texas, 1980), p. 164.
  25. E. P. J. van den Heuvel, Bull. Astron. Inst. Netherland 19, 309 (1968).
  26. А. М. Черепащук, Тесные двойные звезды, т. 1, 2 (М.: ФИЗМАТЛИТ, 2013).
  27. Л. Р. Юнгельсон, А. Г. Масевич, Итоги науки и техники. Сер. Астрономия (М.: ВИНИТИ, 1989).
  28. G. S. Bisnovatyi-Kogan, Stellar physics (Berlin: Springer, 2002).
  29. K. A. Postnov and L. R. Yungelson, Liv. Rev. Relativity 17(1), id. 3 (2014).
  30. V. M. Lipunov and K. A. Postnov, Soviet Astron. 31(2), 228 (1987).
  31. I. Iben, Jr. and A. V. Tutukov, Astrophys. J. 418, 343 (1993).
  32. B. F. Williams, T. J. Hillis, J. W. Murphy, K. Gilbert, J. J. Dalcanton, and A. E. Dolphin, Astrophys. J. 860, id. 39 (2018).
  33. E. D. Kovetz, I. Cholis, P. Breysse, and M. Kamionkowski, Phys. Rev. D 95(10), id. 103010 (2017).
  34. A. V. Tutukov, Astron. Rep. 63, 79 (2019).
  35. А. В. Тутуков, А. М. Черепащук, Астрон. журн. 94, 821 (2017).
  36. A. V. Tutukov and L. R. Yungelson, Acta Astron. 29, 665 (1979).
  37. A. Kashi, Galaxies 6, 82 (2018).
  38. A. Skumanich, Astrophys. J. 171, 565 (1972).
  39. M. M. Shara, D. Prialnik, Y. Hillman, and A. Kovetz, Astrophys. J. 860(2), id. 110 (2018).
  40. A. G. Massevitch and A. V. Tutukov, Nauchnye Informatsii 29, 3 (1974).
  41. A. V. Tutukov and L. R. Yungelson, In: The nature of symbiotic stars, Proc. of the Seventieth Colloquium, Saint-Michel-l’Observatoire, Alpes-de-Haute-Provence, France, August 26–28, 1981 (Dordrecht: D. Reidel Publishing Co., 1982), p. 283.
  42. I. Iben, Jr. and A. V. Tutukov, Astrophys. J. 284, 719 (1984).
  43. I. Iben, Jr. and A. V. Tutukov, Astrophys. J. Suppl. Astrophys. J. 54, 335 (1984).
  44. A. V. Tutukov and L. R. Yungelson, Abastumanskaya Astrofiz. Obs., Byull. № 58, 333 (1985).
  45. S. Perlmutter, G. Aldering, G. Goldhaber, R. A. Knop, et al., Astrophys. J. 517(2), 565 (1999).
  46. A. Einstein, Sitzungsberichte Königlich Preußischen Akad. Wissenschaften (Berlin), 1, 154 (1918).
  47. V. M. Lipunov, Physics Uspekhi 59, 918 (2016).
  48. V. M. Lipunov, K. A. Postnov, and M. E. Prokhorov, Astron. and Astrophys. 310, 489 (1996).
  49. I. Iben, Jr., A. V. Tutukov, and L. R. Yungelson, Astrophys. J. 475, 291 (1997).
  50. A. V. Tutukov and A. V. Fedorova, Astron. Rep. 51, 291 (2007).
  51. K. Nomoto, Y. Kamiya, and N. Nakasato, in Binary Paths to Type Ia Supernovae Explosions, Proc. of the IAU Symposium 281, 253 (2013).
  52. S. Dhawan, M. Bulla, A. Goobar, R. Lunnan, et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 480, 1445 (2018).
  53. A. Bogomazov and A. Tutukov, Astron. Rep. 53, 214 (2009).
  54. K. J. Shen, D. Kasen, B. J. Miles, and D. M. Townsley, Astrophys. J. 854, id. 52 (2018).
  55. R. Foley, S. Hoffmann, L. Macri, A. G. Riess, et al., ar-Xiv:1806.08359 [astro-ph.HE] (2018).
  56. C. Ashall, P. Mazzali, M. Sasdelli, and S. J. Prentice, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 460(4), 3529 (2016).
  57. M. A. Tucker, B. J. Shappee, and J. P. Wisniewski, Astrophys. J. Letters 872, id. 22 (2019).
  58. G. Dimitriadis, R. J. Foley, A. Rest, D. Kasen, et al. Astrophys. J. Letters 870, id. L1 (2019).
  59. A. V. Tutukov and L. R. Yungelson, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 260, 675 (1993).
  60. K. S. Thorne and A. N. Zytkow, Astrophys. J. 212, 832 (1977).
  61. B. P. Abbott, R. Abbott, T. D. Abbott, S. Abraham, et al., Phys. Rev. X 9(3), id. 031040 (2019).
  62. H. Perets, Astrophys. J. Letters 727(1), id. L3 (2011).
  63. H. Ochiai, M. Nagasawa, and S. Ida, Astrophys. J. 790(2), id. 92 (2014).
  64. S. V. Vereshchagin, M. D. Sizova, and B. M. Shustov, I-NASAN Sci. Rep. 5(3), 85 (2020).
  65. M. S. Angelo, J. F. C. Santos, F. F. S. Maia, and W. J. B.Corradi, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 510(4), 5695 (2022).
  66. J. Casado, Astron. Rep. 65, 755 (2021).
  67. B. A. Vorontsov-Velyaminov, Astron. and Astrophys. Suppl. Ser. 28, 1 (1977).
  68. R. den Hartog, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 284, 286 (1997).
  69. R. Chan and S. Junqueira, Astron. and Astrophys. 366, 418 (2001).
  70. M. Honma, Astrophys. J. 516, 693 (1999).
  71. T. J. Cox and A. Loeb, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 386, 461 (2008).
  72. X.-N. Su, J.-W. Xie, J.-L. Zhou, and Ph. Thebault, Astron. J. 162(6), id. 272 (2021).
  73. B. P. Kondratyev and V. S. Kornoukhov, Astron. Rep. 66, 1063 (2022).
  74. A. Wolszczan, Bull. Amer. Astron. Soc. 24, 969 (1992).
  75. E. A. Behrens, S. M. Ransom, D. R. Madison, Z. Arzoumanian, et al., Astrophys. J. Letters 893(1), id. L8 (2020).
  76. A. В. Тутуков, Г. Н. Дремова, В. В. Дремов, Астрон. журн. 97, 939 (2020).
  77. A. V. Tutukov, M. D. Sizova, and S. V. Vereshchagin, Astron. Rep. 64(10), 827 (2020).
  78. А. В. Тутуков, Н. В. Чупина, С. В. Верещагин, Астрон. журн. 99, 991 (2022).
  79. J. Guillochon and A. Loeb, Astrophys. J. 806, id. 124 (2015).
  80. G. N. Dremova, V. V. Dremov, and A. V. Tutukov, Astron. Rep. 61, 573 (2017).

Copyright (c) 2023 А.В. Тутуков

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies