双中子星并合形成的长寿命磁化中子星的最初 100 毫秒
高能天体物理现象
2019-07-24 v2 太阳与恒星天体物理
广义相对论与量子宇宙学
摘要
近期短伽马射线暴（SGRB）GRB 170817A 与引力波（GW）事件 GW170817 的多信使观测，为将 SGRBs 与双中子星（BNS）并合相关联的长期假设提供了证据。然而，驱动 SGRB 的遗迹天体可能是吸积黑洞（BH）或长寿命磁化中子星（NS），其性质仍不确定。并合过程的广义相对论磁流体力学（GRMHD）模拟是揭示喷流启动机制的强有力工具，但迄今多数模拟将注意力集中于 BH 作为中心引擎，而长寿命 NS 情形仍鲜有研究。本文中，我们通过开展延伸至并合后约 100 ms 的 GRMHD BNS 并合模拟来探究后者，远长于以往任何同类模拟。这使我们得以（i）研究磁场的浮现结构与放大，并观测到磁能 erg 处的明确饱和；（ii）追踪遗迹 NS 外层由磁支撑的膨胀及其演化为无环绕环面的椭球形状；（iii）监测轴线上的密度、磁化与速度，未观测到喷流形成迹象。我们还认为，若未形成 BH，模拟结束时的条件不利于亚秒时间尺度上的后期喷流形成。此外，我们考察了遗迹的自转剖面、与较差自转相关的转动能转换、系统的总体能量收支以及 GW 频谱的演化。最后，我们开展了一项额外模拟，在并合后约 70 ms 诱导坍缩为 BH，以洞察晚期坍缩情况下大质量吸积环面的前景。我们发现……
引用
@article{arxiv.1904.10222,
title = {First 100 ms of a long-lived magnetized neutron star formed in a binary neutron star merger},
author = {Riccardo Ciolfi and Wolfgang Kastaun and Jay Vijay Kalinani and Bruno Giacomazzo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.10222},
year = {2019}
}
备注
14 pages, 16 figures, matches published version in PRD