从弱和主 r-过程同位素衰变中识别可观测的 MeV 能谱线

我们考虑新近合成的同位素在中子星合并事件中 $\beta$ 衰变发射的 MeV 伽马射线能谱，涉及 post-merger (天) 和 remnant (年) 两个时序。我们开发了一种搜索算法，用于识别可观测的谱线峰值，然后确定特定同位素是否具有主导性的发射线产生谱特征。我们使用核合成计算预测发射谱，考虑具有不同质量、$\beta$-decay 和裂变特性的核模型，以及 main ($A>130$) 和 weak ($A<130$) r-过程天体条件的variations。我们列出了我们程序识别的所有线，并提供每个线在何时可被观测的预测范围。我们发现 Rh-106 提供了独特的机会，以区别于主 r-过程和 weak r-过程发射，因我们计算的在 $\sim$ 1 MeV 以上谱图，对于以 weak r-过程为主的事件，恰好等于 Rh-106 在 $\sim$ 0.2 到 $\sim$17 年间的发射谱。我们进一步发现诸如 Hf-181、Ta-182、Ta-184 和 Re-188 的衰变提供了区分核模型的潜在观测。我们研究了 Tl-208 的 2.6 MeV 强伽马线在两者时序 (天和年)上的可观测性。我们发现 Tl-208 在年尺度上可靠地可被观测到，尽管在早期时段 ($\sim$ 天) 可能面临 Ga-72 和 La-140 的竞争。我们还概述了大量值得观察和核实验的同位素。