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双中子星并合的中微子发射:光变曲线与平均能量的刻画

高能天体物理现象 2022-05-30 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

中子星并合过程中,由于并合期间及其后期致密物质达到的高温,会大量发射中微子。中微子影响并合动力学并塑造抛射物的性质,包括由此产生的 rr-过程核合成和千新星辐射。本工作分析了数值相对论中一大样本并合辐射流体动力学模拟的中微子发射,覆盖了广泛的初始质量、核物态方程和粘滞处理。我们提取了中微子光度和平均能量,并计算了峰值、峰宽度、时间平均值和衰减时标等感兴趣的物理量。我们提供了这些量的系统性描述,包括它们对系统初始参数的依赖。我们发现,对于等质量系统,总中微子光度(数个 1053erg s110^{53}{\rm erg~s^{-1}})随着约化潮汐形变率的增加而降低,这是并合动力学较不剧烈所致。类似地,非对称并合中的潮汐瓦解导致系统性更小的光度。峰值光度可达平均值的两倍。电子反中微子光度最初(以 2-3 倍的因子)超过电子中微子光度,而电子中微子和重味中微子具有相似的光度。平均能量几乎不随时间变化,且与双星参数无关。它们的值反映了并合遗迹内部不同的退耦温度。尽管目前中微子建模存在不确定性,我们的结果提供了广泛且物理基础扎实的中微子发射刻画,可作为发展更精细中微子输运方案的参考基准。

关键词

引用

@article{arxiv.2111.13005,
  title  = {Neutrino emission from binary neutron star mergers: characterizing light curves and mean energies},
  author = {Marco Cusinato and Federico Maria Guercilena and Albino Perego and Domenico Logoteta and David Radice and Sebastiano Bernuzzi and Stefano Ansoldi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2111.13005},
  year   = {2022}
}

备注

30 pages, 14 figures, 4 Tables, published in EPJ A topical issue "CompOSE: a repository for Neutron Star Equations of State and Transport Properties"