Compact Binaries in Globular Clusters

Abstract

In dense stellar systems the frequent dynamical interactions between stars play a crucial role in the formation and evolution of compact binaries. We study these processes using a novel approach combining a state-of-the- art binary population synthesis code with a simple treatment of dynamical interactions in dense star cluster cores. Here we focus on the dynamical and evolutionary processes leading to the formation of compact binaries containing white dwarfs in dense globular clusters. We demonstrate that dynamics can increase by factors ~ 2 – 100 the production rates of interesting binaries such as cataclysmic variables, “nonflickerers” (He white dwarfs with a heavier dark companion), merging white dwarf binaries with total masses above the Chandrasekhar limit, and white dwarf binaries emitting gravitational waves in the LISA band.

Resumen

En sistemas estelares densos, las frecuentes interacciones dinámicas entre estrellas juegan un papol importante en la formación y evolución de las binarias compactas. Estudiamos esos procesos utilizando una nueva aproximación que combina los códigos de síntesis de población de binarias con un tratamiento simple de interacciones dinámicas en centros de cúmulos estelares densos. Nos enfocamos en los proeesos dinámicos y evolutivos que llevan a la formación de binarias compactas que contienen enanas blancas en cúmulos globulares densos. Demostramos que la dinámica puede incrementar en un factor de ~ 2 – 100 los ritmos de producción de binarias, tales como variables cataclísmicas, “nonflickerers” (enanas blancas cou una compañera oscura más pesada), objetos resultantes de la fusión de enanas blancas binarias con masas totales por encima del límite de Chandrasekhar, y enanas blancas binarias que emiten ondas gravitacionales en la banda de LISA.