含弱相互作用中子星并合的 GRMHD 模拟：动力学抛射物的 r 过程核合成与电磁特征

在双中子星（BNS）系统并合期间于 $<10$ ms 内动态抛出的高速物质，可产生区别于该系统引力波辐射的独特电磁对应体，可作为区分 BNS 与中子星-黑洞并合的“确凿证据”。我们基于三维广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟，对相关的千新星前兆与千新星余辉进行了新颖的从头算建模；模拟采用列表式、依赖组分、有限温度的物态方程（EOS）、弱相互作用以及近似中微子输运。我们利用三种跨越允许紧致度范围的核 EOS，分析了来自 1.35-1.35Msun 双星的动力学质量抛射，该双星典型于银河系双中子星系统且与首个观测到的 BNS 并合 GW170817 的性质一致。核反应网络计算给出了稳健的第二至第三峰 r 过程。我们发现少量 1e-6Msun 的高速（$v>0.6$c）抛射物，在 ~yr 时间尺度上产生宽带同步辐射，与近期 GW170817 后过量 X 射线/射电辐射的 tentative 证据一致。我们发现 2e-5Msun 的自由中子，在 <h 时间尺度上驱动千新星前兆。此前被忽略的相对论效应使早期 UV/光学亮度提升数倍，并在并合后长达 10h 内有显著增强，为未来用 Swift 或 ULTRASAT 等 UV/光学望远镜在 250Mpc 内探测提供了良好前景。我们发现，近期预测的约 70000K 高度电离镧系元素所致不透明度提升，基于所获抛射物结构不太可能影响早期千新星光变曲线。此处发现的软 EOS 动力学抛射物组分的方位角不均匀性（“镧系/锕系口袋”）可能对早期千新星与晚期星云发射均有可观测后果。