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中子星并合与伽马射线暴中由 r 过程加热阻止的回落吸积

高能天体物理现象 2021-12-08 v3 太阳与恒星天体物理

摘要

引力波事件 GW170817 伴随的巨新星/千新星表明,双中子星并合抛射出的物质具有包括 rr 过程核合成在内的放射性。部分抛射物不可避免地落回中心天体,可能驱动短伽马射线暴(sGRB)的长时标活动,如延展发射与平台发射。我们通过一维流体动力学模拟并发展半解析模型,研究了含 rr 过程加热的回落吸积。我们表明,通常的回落率 dM/dtt5/3dM/dt \propto t^{-5/3} 被该加热所阻止,因为压力梯度将抛射物加速至超过逃逸速度。相比于 Chevalier 在回转半径内通过 Bondi 吸积的幂律模型,该抑制更为陡峭。对于 GW170817 类的 rr 过程加热,特征阻止时标为 105\sim 10^5--10910^9 秒,该时标足够长以维系 sGRB 的长时标发射。阻止时标对 rr 过程的不确定性敏感。未来对回落阻止的观测可约束年尺度上的 rr 过程加热。

关键词

引用

@article{arxiv.2104.04708,
  title  = {Fallback Accretion Halted by R-process Heating in Neutron Star Mergers and Gamma-Ray Bursts},
  author = {Wataru Ishizaki and Kenta Kiuchi and Kunihito Ioka and Shinya Wanajo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2104.04708},
  year   = {2021}
}

备注

22 pages, 15 figures