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二体中子星合并中的 mu 粒子作用:首次数值模拟

广义相对论与量子宇宙学 2025-07-16 v2 高能天体物理现象 高能物理 - 唯象学

摘要

本文提出了一组包含净 mu 粒子分数作为方程态 (EoS) 和流体演化附加自由度的中子星双星 (BNS) 合并模拟。采用 BAM 数值相对论代码进行演化, mu 粒子通过半-leptonic 带电反应的介内修正Opacity和辐射率进行能量耗散,采用泄漏方案建模。我们表明,针对所选基准 Baryonic EoS,mu 粒子的存在会延迟混合物的引力坍缩相对于忽略 mu 粒子的情况。此外,当考虑 mu 粒子及 mu 味道中微子反应时,在仿真时间内未发生引力坍缩,mu 粒子被局限于混合物最密集的区域,而盘则实际上更冷、更少质子化和去-muon化。因此, ejecta特性也受到影响,例如 ejecta 质量在 muonic 设置下系统性较小,且呈更大比例的中性子丰富、较小速度材料。总体而言,我们的结果表明,在 BNS 合并模拟中纳入 mu 粒子及 mu 味道中微子反应不应被忽视,从而为更真实的此类系统建模表示重要的一步。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.04420,
  title  = {On the Role of Muons in Binary Neutron Star Mergers: First Simulations},
  author = {Henrique Gieg and Federico Schianchi and Maximiliano Ujevic and Tim Dietrich},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.04420},
  year   = {2025}
}

备注

27 pages, 15 figures. This version corresponds to the accepted version in PRD