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长期存活的双中子星合并残留物中的${}^{56}$Ni生产

高能天体物理现象 2025-03-25 v1

摘要

我们基于包含两时刻中子输运方案的数值相对论双中子星合并模拟,研究核合成和奇异天体发射。与以前采用更简单中子输运方法的工作不同,在当合并残留物未坍缩为黑洞时,后合并阶段会发展出一个质量巨大、速度可达0.3c0.3c的质子富集中子驱动风。我们使用包含完整核网络的二维射线-射线辐射流体力学模拟,对 ejecta进行100天的演化。最丰富的核合成产物为He、56{}^{56}Ni和56{}^{56}Co。我们发现,对于所有产生巨型中子星残留物的合并,56{}^{56}Ni总产量约为10310^{-3} MM_{\odot},不论质量比和方程状态。几天后,56{}^{56}Ni及其后续56{}^{56}Co的衰变成为残留物上方物质膨胀的主要加热源。因此,极化观察角度下的奇异天体光曲线在天文单位尺度上平滑。该效应的观察可作为未来奇异天体观察中长期存活中子星残留物存在的 smoking gun。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.17445,
  title  = {$^{56}$Ni production in long-lived binary neutron star merger remnants},
  author = {Maximilian Jacobi and Fabio Magistrelli and Eleonora Loffredo and Giacomo Ricigliano and Leonardo Chiesa and Sebastiano Bernuzzi and Albino Perego and Almudena Arcones},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.17445},
  year   = {2025}
}

备注

9 pages, 4 figures