双中子星并合中激波突破导致的自由中子抛射

并合中子星产生激波，将重核瓦解为核子，尤其在外包层中。预期此类中子中有一些因避免俘获正电子，即使在电子-正电子对消失后仍作为自由中子留存。为探究有多少自由中子能从并合中子星中抛射出来，我们采用该现象的简化模型进行特殊相对论拉格朗日流体力学计算，其中球对称激波在流体静力平衡外包层中传播并从表面涌出。我们系统地研究了并合中子星尺度与激波所涉能量的广阔参数空间。结果发现，剩余自由中子的质量为 $10^{-7}$ 至 $10^{-6}\ M_{\odot}$，比先前预期小两个数量级以上。对于大尺度外包层，存在量级为 $10^{48}$ erg 的优选能量可产生最大量的自由中子。我们简要讨论了自由中子层的发射，并估计在并合后约 $\sim 30$ min 光学波段的 luminosity 约为 $7\times 10^{41}$ erg s $^{-1}(M_{\rm n}/10^{-6}\ M_\odot)$。