GW170817 中千新星抛射物的磁星起源
高能天体物理现象
2018-04-11 v2
摘要
中子星（NS）并合 GW170817 在数天内被光学波段（“蓝色”）千新星（KN）辐射所跟随，其可能由低中子丰度（电子分数 Ye ~ 0.25-0.35）抛射物合成的轻 r-过程核的放射性衰变所驱动。虽然蓝色 KN 抛射物的成分和高速度性与激波加热的动力学历物质一致，但其巨大数量与数值模拟结果存在张力。我们提出一种替代的抛射物来源：来自强磁化超大质量 NS（HMNS）遗迹的中微子加热、磁加速风。一个具有有序表面磁场强度 B ~ 1-3e14 G、寿命 t_rem ~ 0.1-1 s 的快速自旋 HMNS 可同时解释蓝色 KN 抛射物的速度、总质量和电子分数。推断的 HMNS 寿命接近其 Alfvén 穿越时间，表明全球磁力矩可能负责使 HMNS 进入刚体自转并引发其引力坍缩。KN 抛射物的不同起源可通过其对并合后头几小时辐射的预测来区分，那时光度被内部激波加热所增强；后者可能对任何时间延展的抛射物源（例如磁星或吸积盘风）是普遍的，并且不是相对论性喷流出现的特有现象。同样的激波可以混合并使成分均质化到低但非零的镧系质量分数 X_La ~ 1e-3，正如某些作者所主张的，但仅当混合在 r-过程中中子被消耗后的时间尺度 >~ 1 s 发生时才可以。
引用
@article{arxiv.1801.04286,
title = {A magnetar origin for the kilonova ejecta in GW170817},
author = {Brian D. Metzger and Todd A. Thompson and Eliot Quataert},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.04286},
year = {2018}
}
备注
10 pages, 4 figures, accepted to ApJ