遗留短寿命大质量中子星的双中子星并合中物质抛射与核合成的综合性研究
高能天体物理现象
2023-01-18 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
通过执行带近似中微子辐射转移的一般相对论流体动力学模拟,我们研究了在并合开始后 ms 内 remnant 大质量中子星坍缩为黑洞的情形下,动力学与并合后阶段抛射物的性质。动力学质量抛射在三维模拟中研究。并合后质量抛射以三维并合后系统为初始条件,在带黏性的二维轴对称模拟中研究。我们表明:动力学抛射物典型的富中子程度在不对称程度更高的双星并合中更高;因此,较重的 过程核素占主导合成。并合后抛射物仅呈现温和的富中子性,导致轻 过程核素的产生,且与双星质量比无关。由于吸积盘质量更大,并合后抛射物质量在不对称双星并合中更大。因此,并合后抛射物可补偿不对称并合情形下轻 过程核素的产量不足。结果,将两类抛射组分求和后,太阳残余 过程模式在平均三倍偏差内得以重现,且与双星质量比无关。我们的结果还表明,在 过程增丰星中观测到的(约几倍)轻—重丰度弥散可归因于双星质量比与总质量的差异。文中讨论了我们的结果在与致密中子星双星质量分布及短伽马射线暴磁星情景相关的含义。
引用
@article{arxiv.2205.05557,
title = {Comprehensive study of mass ejection and nucleosynthesis in binary neutron star mergers leaving short-lived massive neutron stars},
author = {Sho Fujibayashi and Kenta Kiuchi and Shinya Wanajo and Koutarou Kyutoku and Yuichiro Sekiguchi and Masaru Shibata},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.05557},
year = {2023}
}
备注
17 pages with appendices, 16 figures, and 2 tables. Accepted for publication in ApJ