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二进制中子星合并的电磁前兆:磁星相互作用的动力学模拟

高能天体物理现象 2026-04-27 v1 太阳与恒星天体物理 等离子体物理

摘要

我们present了二进制中子星合并前磁星相互作用的首次三维全局动力学模拟。这些中子星的磁矩呈反向对齐,扭曲连接它们的场线,导致周期性的喷发。每次喷发由一个扩张的磁通管组成,其后跟随着重联电流sheets,拓扑结构类似于日冕质量抛射。我们预测两种新的电磁前兆信号类别,这些信号由这些周期性形成的尾随电流sheets中有效磁能耗散而动力。首先,sheets中的粒子加速产生非热gamma射线信号,峰值约为sim16,mathrmMeV\\sim16\\,\\mathrm{MeV},在sheets仍然对偶产生保持透明性时以分钟到秒的延迟逸出,伴随约sim1042mathrmerg/s\\sim10^{42}\\mathrm{erg/s}的观察 luminosity,仅限于近距离合并可探测。其次,sheets中的螺旋结构合并可产生以合并前最后几秒为特征的快速射电脉冲信号,特征 luminosity为sim103840mathrmerg/s\\sim10^{38-40}\\mathrm{erg/s}。这些连贯的射电前兆可通过即将到来的仪器探测,包括CHORD等宽场仪器的非目标性调查,或通过DSA或SKA-mid等仪器对引力波早期警报的定向跟踪。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.22059,
  title  = {Electromagnetic Precursors to Binary Neutron Star Mergers: Kinetic Simulations of Magnetospheric Flaring},
  author = {Jasmine Parsons and Anatoly Spitkovsky and Alexander Philippov and Hayk Hakobyan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.22059},
  year   = {2026}
}

备注

14 pages, 7 figures, submitted to ApJL