利用下一代中微子与引力波探测器观测宇宙学双星并合

我们讨论了通过一项长达数十年的多信使观测活动探测富物质双星并合热中微子的潜力，该活动涉及 Mt 级水切伦科夫中微子探测器和一台或多台下一代引力波探测器，能够观测到红移达 $z\sim 2$ 的并合。在与引力波探测时间符合地搜索中微子，将能从中微子背景之上识别出来自单个并合的单个中微子，并研究其在能量、红移及候选源类型（双中子星或中子星-黑洞并合）上的分布。我们发现，对于与当前 LIGO-Virgo 约束一致的并合率，以及 $100~{\rm Mt\cdot yr}$ 的曝光量，预期有 ${\mathcal O(10^{-1})}$ 到 ${\mathcal O(10)}$ 个中微子事件。对于发射超过 $10^{52}$ ergs 的 $\mathrel{{\bar \nu}_e}$ 的极端并合情形，事件数可多达 $\sim 100$，且对红移约达 $z\sim 0.5$ 的并合敏感。此类情形已可用 $10~{\rm Mt\cdot yr}$ 曝光量进行检验，从而对所述系统的并合后演化给出约束。