双中子星并合中的引力波、中微子发射和超子效应

在完全广义相对论框架下，结合核子和超子有限温度状态方程(EOS)以及中微子冷却，对双中子星并合进行了数值模拟。研究发现，对于核子和超子EOS，总质量$\approx 2.7 M_\odot$时会产生长寿命$(t_{\rm life}\gtrsim 10 {\rm ms})$的超大质量中子星(HMNS)。对于总质量$\approx 3 M_\odot$，核子(超子)EOS的产物是长寿命(短寿命，$t_{\rm life}\approx 3 {\rm ms}$)的HMNS。结果表明，HMNS的典型总中微子光度为$\sim 3$ -- $6 \times 10^{53} {\rm erg /s}$，对于距离100 Mpc的源，HMNS引力波的有效振幅在$f\approx 2$ -- $3.2 {\rm kHz}$时为1 -- $4\times 10^{-22}$。在HMNS阶段，与核子EOS中特征频率近似保持不变相反，超子EOS中引力波的特征频率向更高频移动。我们的发现表明，超子的效应很好地印刻在引力波中，对其探测将为我们探索中子星物质组成提供潜在机会。我们还给出了黑洞形成时的中微子光度曲线。