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中子星并合中的晚期引擎活动及其茧状物:蓝色千新星的另一种可能图景

高能天体物理现象 2024-01-29 v2

摘要

短伽马射线暴(sGRBs)的后续观测不断揭示出晚期的延展/平台辐射,这被归因于晚期引擎活动导致的喷流发射,但其本质仍是一个谜。GW170817的观测证实了sGRBs与中子星(NS)并合有关,并发现了一个千新星(KN)暂现源。然而,GW170817中早期“蓝色”KN的起源仍不清楚。在此,我们研究了晚期喷流在并合抛射物中的传播。通过解析地模拟喷流动力学,我们确定了喷流加热茧的性质,并估算了其冷却辐射。我们的结果表明,与瞬时喷流相比,晚期喷流产生的茧明显更亮,这主要是由于绝热冷却造成的能量损失减少。值得注意的是,对于典型的晚期喷流,被束缚在抛射物内部的茧的辐射可以重现蓝色KN辐射。我们估计,即将到来的爱因斯坦探针任务将以约2.11.6+3.2\sim 2.1_{-1.6}^{+3.2} yr1^{-1}的速率探测到早期茧辐射,并且LIGO-VIRGO-KAGRA O5运行期间的后续光学/紫外观测将能够探测到约1.00.7+1.5\sim 1.0_{-0.7}^{+1.5}个茧辐射事件。作为一种电磁对应体,这种辐射为探测宇宙中的NS并合提供了一个独立的工具,补充了来自sGRBs和引力波的见解。

关键词

引用

@article{arxiv.2312.06286,
  title  = {Late Engine Activity in Neutron Star Mergers and Its Cocoon: An Alternative Scenario for the Blue Kilonova},
  author = {Hamid Hamidani and Shigeo S. Kimura and Masaomi Tanaka and Kunihito Ioka},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.06286},
  year   = {2024}
}

备注

31 pages, 7 figures, and 1 table. Accepted for publication in The Astrophysical Journal