O4 观测运行中双中子星并合的多信使观测

我们给出了在即将到来的 LIGO-Virgo-KAGRA 引力波 (GW) 探测器第四次观测运行 (O4) 期间，作为多信使源被探测到的中子星双星并合的数量与性质的实际预期，旨在为观测策略的优化提供指导。我们的预测基于一个种群合成模型，该模型包含引力波信噪比、千新星 (KN) 光学与近红外光变曲线、相对论性喷流伽马射线暴 (GRB) 瞬时发射峰值光子通量，以及射电、光学和 X 射线波段的余辉光变曲线。在我们的假设下，O4 期间可被可靠探测到的引力波事件速率为 $7.7^{+11.9}_{-5.7}$ yr$^{-1}$ (日历年)，其中 78% 会产生千新星，较低比例的 52% 还会产生相对论性喷流。当前光学电磁搜寻与跟进策略的典型深度仍足以探测 O4 中大多数千新星，但仅限头一两晚。探测相对论性喷流发射的前景并不乐观。虽然较近的事件 (z<0.02 内) 可能仍有可探测的茧激波突破，但大多数事件的 GRB 发射 (瞬时与余辉) 将被错过，除非在有利的小视角下被观测到。这将具有可探测喷流的事件比例降低至 2% (瞬时发射，偶然探测) 和 10% (余辉，深射电监测)，对应的探测速率分别为 $0.17^{+0.26}_{-0.13}$ 和 $0.78^{+1.21}_{-0.58}$ yr$^{-1}$。当考虑由 GRB 探测触发的引力波次阈值搜寻时，我们预测的 GW+GRB 瞬时发射探测速率提升至更有希望的 $0.75^{+1.16}_{-0.55}$ yr$^{-1}$。