中子星并合模拟中的蒙特卡洛中微子输运

来自并合中子星双星的引力波与电磁信号提供了关于致密物质性质、重元素形成和高能天体物理的宝贵信息。为充分利用这些系统的观测，我们需要能提供这些并合中未束缚物质可靠预测的数值模拟。当前模拟的一个重要局限是使用近似中微子输运方法，其不随数值分辨率提高而收敛于输运方程解，因而误差无法量化。在此，我们报道首个使用蒙特卡洛技术直接在低密度区求解输运方程的中子星双星并合模拟。在高密度区，我们采用受隐式蒙特卡洛启发的近似以大幅降低模拟成本，同时仅引入可通过更昂贵收敛性研究量化的误差。我们模拟了一个不等质量中子星双星并合至并合后$5\,{\rm ms}$，并报道了物质与中微子外流的性质。最后，我们将结果与最佳近似“M1”输运方案的输出比较，表明谨慎近似中微子能谱的M1方案仅在抛射物组成与速度上导致$\sim 10\%$不确定性，在$\nu_e$与$\bar\nu_e$光度与能量上导致$\sim20\%$不确定性。M1与蒙特卡洛结果间最显著的分歧是重轻子型中微子光度上存在约2倍的差异。