黑洞-中子星并合抛射物的动力学、核合成与千新星特征
高能天体物理现象
2017-07-26 v2 太阳与恒星天体物理
广义相对论与量子宇宙学
核理论
摘要
我们通过模拟潮汐尾和盘风中抛射物质的形成与相互作用来研究黑洞-中子星并合的抛射物。这些外流富中子，产生由过程元素(千新星)放射性衰变供能的光学/红外辐射。这里我们执行该现象的端到端研究，从完全相对论并合模拟的输出开始，计算包括中微子物理的抛射物和盘风的后并合流体动力学演化，使用后处理核反应网络计算确定最终核合成产额，并用辐射转移代码计算千新星发射。我们通过缩放尾密度研究尾-盘质量比的影响。更大的初始尾质量导致回落物质混合入盘并在随后盘风中被抛射。相对于无动力学抛射物的盘情况，组合外流具有更低平均电子分数、更快速度、更大总质量、以及更大绝对质量的无高不透明度镧系或锕系。在大多数情况下，核合成产额由潮汐尾未束缚部分的重过程贡献主导。然而当动力学抛射物总质量与盘外流质量相当时，可获得类太阳丰度分布。千新星特征持续时间为1周，光度约 erg/s，取向效应导致亮度约2倍变化。在早期(< 1天)发射包括来自(热)富镧系物质的光学分量，但此后光谱迅速演化到红外。
引用
@article{arxiv.1612.04829,
title = {Dynamics, nucleosynthesis, and kilonova signature of black hole - neutron star merger ejecta},
author = {Rodrigo Fernández and Francois Foucart and Daniel Kasen and Jonas Lippuner and Dhruv Desai and Luke F. Roberts},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.04829},
year = {2017}
}
备注
Accepted by Classical & Quantum Gravity, special issue on multi-messenger signals from NS mergers. New figure (number4), minor changes otherwise