具有核子弱过程的中子星并合动力学抛射物 II:千新星辐射
高能天体物理现象
2022-05-06 v5
摘要
现有关于中子星(NS)并合期间抛射物质产生的千新星(或巨新星)辐射的大部分结果基于(准)单区模型或人工构建的玩具模型抛射构型。在本研究中,我们利用广义相对论光滑粒子流体动力学模拟(包含精细中微子处理及相应核合成结果,已于本研究第一部分给出)的直接抛流轨迹,对NS并合前约10ms内抛出的称为动力学抛射物的物质进行千新星分析。我们采用具有近似M1闭合的多维双矩辐射传输方案来演化光子场,并使用通过与基于原子物理的参考结果校准得到的启发式不透明度预设。我们发现,光球通常为椭球形但带有小尺度结构,并产生朝向极区比赤道强约1.5-3倍的辐射。千新星通常在0.7-1.5天后于近红外频段达到峰值,光度介于3-7x10^40erg/s之间,光球温度为2.2-2.8x10^3K。较软的状态方程或较高的双星质量不对称性导致信号更长且更亮。人为修改电子分数的模型也获得了光变的显著变化,强调了可靠中微子输运建模的重要性。此处研究的仅考虑动力学抛射物的模型均未产生如AT2017gfo般明亮的暂现源。我们模型的近红外峰值与AT2017gfo的早期蓝色成分不相容。
引用
@article{arxiv.2109.14617,
title = {Dynamical ejecta of neutron star mergers with nucleonic weak processes II: Kilonova emission},
author = {Oliver Just and Ina Kullmann and Stephane Goriely and Andreas Bauswein and Hans-Thomas Janka and Christine E. Collins},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.14617},
year = {2022}
}
备注
23 pages, 15 figures, 1 table, accepted to MNRAS; updated for correct version of Fig. A1, left panel, and corrected Eqs. 7 and 9