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低质量双中子星并合:引力波与中微子发射

高能天体物理现象 2016-02-17 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

中子星并合是地面先进探测器最有希望的引力波源之一。这些并合也有望产生明亮的电磁信号,形式为短伽马射线暴、红外/光学暂现源和射电辐射。使用完全广义相对论代码模拟这些并合对于理解并合与并合后引力波信号及其中微子和电磁对应体至关重要。在本文中,我们采用 SpEC 代码模拟低质量中子星双星(两颗 1.2M1.2M_\odot 中子星)的并合,使用三组基于核理论、有限温度的状态方程。我们表明,并合后引力波信号的频率峰值与使用更简单引力处理的模拟得到的预测非常一致。然而,我们发现只有遗迹的基本模式被激发较长时间:在模拟双星中,次级峰处的发射在毫秒时间尺度上被阻尼。对于此类低质量系统,遗迹是一颗大质量中子星,根据状态方程的不同,它要么是永久稳定的,要么是长寿命的。我们观测到 l=2, m=2 模式的强烈激发,既在大质量中子星中,也以周围吸积环中受激的热潮汐臂形式出现。我们使用中微子泄漏方案估计遗迹的中微子发射,并在一个案例中将这些结果与灰色双矩中微子输运方案进行比较。我们确认了中微子发射的复杂几何结构,这在先前使用 neutrino leakage 的模拟中也有观测,并明确展示了中微子泄漏与输运方案之间在中微子光度、吸积盘成分和流出物性质上的重要差异。

关键词

引用

@article{arxiv.1510.06398,
  title  = {Low mass binary neutron star mergers : gravitational waves and neutrino emission},
  author = {Francois Foucart and Roland Haas and Matthew D. Duez and Evan O'Connor and Christian D. Ott and Luke Roberts and Lawrence E. Kidder and Jonas Lippuner and Harald P. Pfeiffer and Mark A. Scheel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1510.06398},
  year   = {2016}
}

备注

Accepted by PRD; 23 pages; 24 figures; 4 tables