二进制中子星合并- nova 信号的亮度函数与探测可达性
高能天体物理现象
2025-12-04 v2
摘要
随着下一代地面引力波 (GW) 检测器的快速发展，预计将检测到每年 10^3-10^5 次二进制中子星 (BNS) 合并，其中显著比例伴随通过未来天文观测的可观测合并-nova 信号。 合并-nova 通常由通过 r 过程合成的重元素辐射性衰变驱动。 如果合并后残留物是一个持续寿命的快速旋转中子星，合并-nova 可因强磁化风而显著增强。 本文使用二进制人口合成模型生成模拟 BNS 合并样本，并根据数值模拟结果对其合并后残留物进行分类——黑洞 (BH) 和磁中子星 (magnetar，即持续寿命的亚质量 NS 和稳定 NS)。 我们随后构建合并-nova 辐射模型以估算其亮度函数。 我们发现亮度函数可能呈现独特的三峰结构，这些峰的相对位置和高度取决于 BNS 的方程状态 (EOS)。 此外，我们估算了以中国空间站望远镜 (CSST) 为目标的平均检测效率 <f_eff>，发现由于可能的亮度增强，最大的源红移可将 <f_eff> > 0.1 的红移范围从 z_s ~ 0.5 扩展至 z_s ~ 1-1.5。 此外，我们还生成了基于 <f_eff> 的可检测质量谱，可能为目标即将发现的搜索策略提供启发。
引用
@article{arxiv.2510.23115,
title = {Luminosity Functions and Detectability of Binary Neutron Star Merger-nova Signals with Various Merger Remnants},
author = {Zhiwei Chen and Youjun Lu and Hao Ma and Qingbo Chu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.23115},
year = {2025}
}
备注
17 pages, 13 figures, accepted by MNRAS