Advanced LIGO对中子星并合与r-过程场所的限制
星系天体物理
2017-03-08 v2 高能天体物理现象
摘要
通过结合银河系中观测到的铕元素恒星丰度、星系化学演化（GCE）模拟、双星族群合成模型以及Advanced LIGO引力波测量，我们研究了致密双星并合作为r-过程元素主要产生场所的作用。我们汇编并审查了七项近期的GCE研究，以提取再现观测到的[Eu/Fe]与[Fe/H]关系所需的中子星-中子星（NS-NS）并合频率。我们使用简单的化学演化代码，探讨了NS-NS并合的不同解析延迟时间分布（DTD）函数的影响。随后，我们将依赖于金属丰度的族群合成模型与化学演化代码相结合，将其对NS-NS并合和黑洞-中子星并合的预测纳入GCE框架。最后，我们将结果与宇宙恒星形成历史进行卷积，以便与当前及未来的Advanced LIGO测量结果进行直接比较。当假设NS-NS并合是唯一的r-过程场所，且每次并合事件抛射的r-过程物质质量为0.01太阳质量时，GCE研究中所需的NS-NS并合数量大约是标准族群合成模型预测值的10倍。这两个不同的领域只有在假设乐观的并合率、大质量的NS-NS并合抛射物以及大质量恒星的低铁产量时才能相互一致。族群合成模型和GCE模拟与Advanced LIGO在其首轮观测运行（O1）中确立的当前上限一致。即将到来的测量将为实际的本地NS-NS并合率提供重要限制，为GCE要求的合理性提供见解，并有助于确定致密双星并合是否可能是宇宙中r-过程元素的主要来源。
引用
@article{arxiv.1610.02405,
title = {Advanced LIGO Constraints on Neutron Star Mergers and R-Process Sites},
author = {Benoit Côté and Krzysztof Belczynski and Chris L. Fryer and Christian Ritter and Adam Paul and Benjamin Wehmeyer and Brian W. O'Shea},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.02405},
year = {2017}
}
备注
Accepted in ApJ, 22 pages, 14 figures, 1 table