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中子星并合 GW190425 的数值相对论模拟:微观物理与质量比效应

高能天体物理现象 2024-01-25 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

GW190425 是 Advanced LIGO 和 Advanced Virgo 探测器探测到的第二例与双中子星(BNS)并合相符的引力波(GW)信号。由于未确认电磁对应体,其相关千新星是过暗还是定位区域过宽仍属开放问题。我们利用具有有限温度、组分依赖的核状态方程(EOS)和中微子辐射的数值相对论模拟,模拟了 28 个具有 GW190425 啁啾质量和质量比 1q1.671 \leq q \leq 1.67 的 BNS 并合。GW 辐射能量为 0.083Mc2\lesssim 0.083 M_{\odot} c^2,峰值光度为 1.12.4×1058erg s1/(1+q)21.1-2.4 \times 10^{58} {\rm erg~s^{-1}}/(1+q)^2。动力学抛射物与吸积盘质量分别介于 5×106103 M5 \times 10^{-6} - \sim 10^{-3}~M_{\odot}1050.1 M10^{-5} - 0.1~M_{\odot}。非对称并合,尤其具刚性 EOS 者,比等质量双星抛出更多物质并形成更重吸积盘。吸积盘角动量为 810M GMdisc/c8-10 M_{\odot}~GM_{\rm disc}/c,跨越 MdiscM_{\rm disc} 三个数量级。尽管核合成未显特殊性,模拟千新星相较 GW170817 事件相对暗淡。对与 GW190425 相容的距离,BBrrKK 波段 AB 星等始终暗于 20 mag\sim20~{\rm mag},较亮千新星与更不对称双星及更刚 EOS 相关。我们建议,即便假设对 GW190425 天区有良好覆盖,千新星也难被现有宽视场巡天探测到,且无法从探测缺失得出对双星参数或 EOS 的确定约束。

关键词

引用

@article{arxiv.2204.05336,
  title  = {Numerical relativity simulations of the neutron star merger GW190425: microphysics and mass ratio effects},
  author = {A. Camilletti and L. Chiesa and G. Ricigliano and A. Perego and L. C. Lippold and S. Padamata and S. Bernuzzi and D. Radice and D. Logoteta and F. M. Guercilena},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2204.05336},
  year   = {2024}
}

备注

22 pages, 17 figures