将伽马射线偏振测量纳入多信使时代
高能天体物理现象
2023-01-18 v1
摘要
过去十年中，天体物理学内涌现了两个新领域：伽马射线偏振测量与引力波天文学。前者旨在测量来自天体物理源的 10 至 100 多 keV 能量范围伽马射线的偏振，见证了 GAP 与 POLAR 等首批专用偏振计发射。另一方面，引力波天文学始于 2015 年 LIGO 探测到首批黑洞并合，随后在 2017 年出现首次多信使探测。尽管文献已详细讨论两领域各自潜力，其联合观测的潜力迄今被忽视。本文旨在界定引力波观测如何最好地助力伽马射线偏振测量，并研究联合分析的科学潜力。此外，我们旨在对此类联合测量的近期可行性给出预测。我们研究哪些引力波可观测量可与伽马射线偏振测量结果结合，以提升对伽马暴发射模型的判别能力。继而我们对当前与未来引力波探测器及偏振计的联合探测能力给出预测。结果表明，通过为偏振测量添加引力波数据，单次精确联合探测即可排除大多数发射模型。我们展示未来数年引力波与伽马射线偏振计间联合探测或已可行。尽管其可约束部分模型空间，高度约束性联合探测的概率近期仍较小。然而，即便单次此类测量的科学价值也使之值得追求。进而，我们展示利用爱因斯坦望远镜等下一代引力波探测器，可使引力波数据更好补充偏振数据的联合探测成为可能。
引用
@article{arxiv.2211.12403,
title = {Adding Gamma-ray Polarimetry to the Multi-Messenger Era},
author = {Merlin Kole and Francesco Iacovelli and Michele Mancarella and Nicolas Produit},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.12403},
year = {2023}
}
备注
19 pages, 10 figures, Accepted for publication in A&A