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低质量双中子星:抛射物的长期演化与弱蓝发射的千新星

高能天体物理现象 2022-08-31 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

我们研究双中子星(BNS)并合中形成的抛射物的长期演化,该并合产生长寿命遗迹中子星(NS),我们以数值相对论模拟的流出数据作为初始条件进行流体动力学模拟。在同向膨胀阶段,总抛射物质量达到 0.1M\approx0.1\,M_\odot,平均速度约为 0.1c\approx0.1\,c,镧系元素丰度约为 0.005\approx 0.005。我们进一步利用所得抛射物轮廓进行辐射转移模拟。我们发现,与由大抛射物质量与低镧系元素丰度得出的朴素预期相反,光学发射不如 GW170817/AT2017gfo 明亮,而红外发射可能更亮。这一光变曲线性质归因于抛射物长球形形态、Zr、Y 与镧系元素的大不透明度贡献,以及抛射物的低比加热率所导致的光子向赤道方向优先扩散。我们的结果表明,这些光变曲线特征可用作存在长寿命遗迹 NS 的标志。我们还发现,对于极区高速度抛射物分量受抑制的情形,可实现与 GW170817/AT2017gfo 广泛一致的光学亮发射。这些结果表明,GW170817/AT2017gfo 中的遗迹不太可能是长寿命 NS,而可能在 O(0.1){\cal O}(0.1) s 内坍缩为黑洞。

关键词

引用

@article{arxiv.2012.14711,
  title  = {A low-mass binary neutron star: long-term ejecta evolution and kilonovae with weak blue emission},
  author = {Kyohei Kawaguchi and Sho Fujibayashi and Masaru Shibata and Masaomi Tanaka and Shinya Wanajo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2012.14711},
  year   = {2022}
}

备注

32 pages, 24 figures, published in ApJ