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无电磁对应信号的核心坍缩超新星引力波

高能天体物理现象 2025-09-30 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

核心坍缩超新星(CCSNe)通常以电磁方式被观测,促使针对其引力波辐射进行有针对性的搜索。然而,在这些强大的爆炸可能没有可观测电磁信号,但仍会在引力波和中子子中释放强烈可探测辐射的情形下,仍可能被观测到。一场常规的CCSNe爆炸可能被银河系内的物质遮蔽。一颗星可能发生失败的CCSNe爆炸,停滞的冲击波未能被重燃,最终形成黑洞。质量更大的前体星可能重燃冲击波,但在冲击波到达星体表面并产生电磁信号之前形成黑洞。先前的工作表明,如果CCSNe中子信号持续出现正弦调制,由站立性吸积冲击不稳定性(SASI)引起的中子信号中止,我们可以确定是否形成黑洞。SASI也在引力波信号中产生可观测的特征。在本文中,我们研究仅凭引力波信号能否区分不同无电磁对应信号的CCSNe情形。我们发现,利用SASI模式重建、引力波信号的突然终止时间以及主导模式频率变化率,我们能够准确区分遮蔽CCSNe、失败CCSNe以及快速形成黑洞的爆炸。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.03581,
  title  = {Gravitational waves from core-collapse supernovae with no electromagnetic counterparts},
  author = {Jade Powell and Bernhard Müller},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.03581},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted in Classical and Quantum Gravity focus issue Gravitational Wave Physics and Astrophysics Ten Years After GW150914