Healthy Research Rewards
ResearchHub is incentivizing healthy research behavior. At this time, first authors of open access papers are eligible for rewards. Visit the publications tab to view your eligible publications.
Got it
ST
Silvia Toonen
Author with expertise in Gamma-Ray Bursts and Supernovae Connections
Achievements
Open Access Advocate
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
5
(80% Open Access)
Cited by:
625
h-index:
38
/
i10-index:
80
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

AGaiaData Release 2 catalogue of white dwarfs and a comparison with SDSS

N. Fusillo et al.Nov 5, 2018
We present a catalogue of white dwarf candidates selected from the second data release of Gaia (DR2). We used a sample of spectroscopically confirmed white dwarfs from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) to map the entire space spanned by these objects in the Gaia Hertzsprung–Russell diagram. We then defined a set of cuts in absolute magnitude, colour, and a number of Gaia quality flags to remove the majority of contaminating objects. Finally, we adopt a method analogous to the one presented in our earlier SDSS photometric catalogues to calculate a probability of being a white dwarf (PWD) for all Gaia sources that passed the initial selection. The final catalogue is composed of |$486\, 641$| stars with calculated PWD from which it is possible to select a sample of |${\simeq } 260\, 000$| high-confidence white dwarf candidates in the magnitude range 8 < G < 21. By comparing this catalogue with a sample of SDSS white dwarf candidates, we estimate an upper limit in completeness of 85 per cent for white dwarfs with G â‰¤ 20 mag and Teff >7000 K, at high Galactic latitudes (|b| > 20°). However, the completeness drops at low Galactic latitudes, and the magnitude limit of the catalogue varies significantly across the sky as a function of Gaia’s scanning law. We also provide the list of objects within our sample with available SDSS spectroscopy. We use this spectroscopic sample to characterize the observed structure of the white dwarf distribution in the H–R diagram.
0

Supernova Type Ia progenitors from merging double white dwarfs

Silvia Toonen et al.Sep 1, 2012
The study of Type Ia supernovae (SNIa) has lead to greatly improved insights into many fields in astrophysics, however a theoretical explanation of the origin of these events is still lacking. We investigate the potential contribution to the SNIa rate from the population of merging double carbon-oxygen white dwarfs. We aim to develope a model that fits the observed SNIa progenitors as well as the observed close double white dwarf population. We differentiate between two scenarios for the common envelope (CE) evolution; the alpha-formalism based on the energy equation and the gamma-formalism that is based on the angular momentum equation. In one model we apply the alpha-formalism always. In the second model the gamma-formalism is applied, unless the binary contains a compact object or the CE is triggered by a tidal instability for which the alpha-formalism is used. The binary population synthesis code SeBa was used to evolve binary systems from the zero-age main sequence to the formation of double white dwarfs and subsequent mergers. SeBa has been thoroughly updated since the last publication of the content of the code. The limited sample of observed double white dwarfs is better represented by the simulated population using the gamma-formalism than the alpha-formalism. For both CE formalisms, we find that although the morphology of the simulated delay time distribution matches that of the observations within the errors, the normalisation and time-integrated rate per stellar mass are a factor 7-12 lower than observed. Furthermore, the characteristics of the simulated populations of merging double carbon-oxygen white dwarfs are discussed and put in the context of alternative SNIa models for merging double white dwarfs.
0
Paper
Citation242
0
Save
7

An X-ray-quiet black hole born with a negligible kick in a massive binary within the Large Magellanic Cloud

T. Shenar et al.Jul 18, 2022
Stellar-mass black holes are the final remnants of stars born with more than 15 solar masses. Billions are expected to reside in the Local Group, yet only a few are known, mostly detected through X-rays emitted as they accrete material from a companion star. Here, we report on VFTS 243: a massive X-ray-faint binary in the Large Magellanic Cloud. With an orbital period of 10.4 d, it comprises an O-type star of 25 solar masses and an unseen companion of at least nine solar masses. Our spectral analysis excludes a non-degenerate companion at a 5σ confidence level. The minimum companion mass implies that it is a black hole. No other X-ray-quiet black hole is unambiguously known outside our Galaxy. The (near-)circular orbit and kinematics of VFTS 243 imply that the collapse of the progenitor into a black hole was associated with little or no ejected material or black-hole kick. Identifying such unique binaries substantially impacts the predicted rates of gravitational-wave detections and properties of core-collapse supernovae across the cosmos. An inactive black hole has been found in the Large Magellanic Cloud, bound into a binary star system. Having experienced a negligible â€˜kick’ during formation, the existence of this black hole has strong implications for black hole-–black hole mergers.
0

A Deficit of Massive White Dwarfs in Gaia Astrometric Binaries

Na’ama Hallakoun et al.Jul 1, 2024
Abstract The third data release of Gaia introduced a large catalog of astrometric binaries, out of which about 3200 are likely main-sequence stars with a white dwarf (WD) companion. These binaries are typically found with orbital separations of âˆ¼1 au, a separation range that was largely unexplored due to observational challenges. Such systems are likely to have undergone a phase of stable mass transfer while the WD progenitor was on the asymptotic giant branch. Here we study the WD mass distribution of a volume-complete sample of binaries with K/M dwarf primaries and orbital separations of âˆ¼1 au. We find that the number of massive WDs relative to the total number of WDs in these systems is smaller by an order of magnitude compared to their occurrence among single WDs in the field. One possible reason can be an implicit selection of the WD mass range if these are indeed post-stable-mass-transfer systems. Another reason can be the lack of merger products in our sample compared to the field, due to the relatively tight orbital separations of these systems. In addition, we find that about 14% of these systems have distant tertiary companions within 1 pc.
0

Black hole-black hole mergers with and without an electromagnetic counterpart: A model for stable tertiary mass transfer in hierarchical triple systems

Floris Kummer et al.Nov 26, 2024
Triple stars are prevalent within the population of observed stars. Their evolution compared to binary systems is notably more complex and is influenced by unique dynamical, tidal, and mass transfer processes inherent in higher order multiples. Understanding these phenomena is essential for comprehensive insight into multistar evolution and the formation of energetic transients, including gravitational wave (GW) mergers. Our study aims to probe the evolution of triple star systems when the tertiary component fills its Roche lobe and transfers mass to the inner binary. Specifically, we focus on the impact of tertiary mass transfer on the evolution of the inner orbit and investigate whether it could lead to the formation of GW sources with distinct properties. To achieve this, we developed an analytical model that describes the evolution of the inner and outer orbits of hierarchical triples undergoing stable mass transfer from the tertiary component. We have publicly released this model as a python package on Zenodo. Utilising population synthesis simulations, we investigated triples with a Roche-lobe filling tertiary star and an inner binary black hole (BBH). These systems stem from inner binaries experiencing chemically homogeneous evolution (CHE). Our analysis encompasses two distinct populations with metallicities of $Z=0.005$ and $Z=0.0005$, focusing on primary components in the inner binary with initial masses ranging from 20 to $100\ M odot $ and inner and outer orbital separations of up to $40\ R odot $ and $10^5\ R odot $, respectively, targeting the parameter space where chemically homogeneous evolution is anticipated. Our results indicate that for the systems we studied, the mass transfer phase predominantly leads to orbital shrinkage of the inner binary and evolution towards non-zero eccentricities and is accompanied by an expansion of the outer orbit. In the systems where the inner binary components evolve in a chemically homogeneous manner, 9.5<!PCT!> result in mass transfer from the tertiary onto an inner BBH. Within this subset, we predict a high formation efficiency of GW mergers ranging from 85.1<!PCT!> to 100<!PCT!> at $Z=0.005$ and 100<!PCT!> at $Z=0.0005$ with short delay times, partly attributable to the mass transfer phase. Owing to the rarity of triples with a CHE inner binary in the stellar population, we project local merger rates in the range of 0.69 to 1.74 $ Gpc^ $. Of the prospected BBH mergers that enter the LISA and aLIGO frequency band due to GW emission, a fraction is still accreting gas from the tertiary star. This could produce a strong electromagnetic (EM) counterpart to the GW source and maintain high eccentricities as the system enters the frequency range detectable by GW detectors. The occurrence of EM signals accompanying mergers varies significantly depending on model assumptions, with fractions ranging from less than 0.03<!PCT!> to as high as 46.8<!PCT!> of all mergers if the formation of a circumbinary disc is allowed.
0
Citation1
0
Save