黑洞-中子星并合中的千新星辐射 I. 依赖于视角的光变曲线

本文中，我们提出一种数值方法来研究预测光变曲线随视角的变化。我们将经 66 次模拟验证、适用于宽质量比范围的潮汐动力学抛射物质量与速度的拟合公式外推，并用于千新星光变曲线计算。黑洞-中子星（BH-NS）并合千新星的计算峰值光度通常约为几乘 $10^{41}\ {\rm erg\ s^{-1}}$，且总满足 $\lesssim4.5\times10^{41}\ {\rm erg\ s^{-1}}$。这对应于光学波段比 $\sim -15\ {\rm mag}$ 更暗、红外波段比 $\sim -16\ {\rm mag}$ 更暗的 AB 绝对星等。由于动力学抛射物的投影光球面积远大于吸积盘风外流，动力学抛射物通常贡献了 BH-NS 并合千新星辐射的主要部分。拟合黑体温度与观测多波段光变曲线的形状对视线不敏感。受光传播效应影响的观测多波段光变曲线峰值时间，与动力学抛射物和观察者之间的相对运动方向有关。观测光度随由视角决定的投影光球面积变化。然而，不同视角下预测峰值光度仅变化约 $\sim (2 - 3)$ 倍（或约 $1\ {\rm mag}$）。当考虑短伽马射线暴余辉时，在轴上几何情形下，千新星辐射通常被余辉辐射掩盖，仅能在较红波段、尤其是晚期 $K$ 波段观测到。与 GW170817/AT2017gfo 相比，BH-NS 并合千新星光学暗弱但可能红外明亮。在并合后同一时期，BH-NS 并合千新星的黑体拟合温度低于 GW170817/AT2017gfo。