中子星并合 r-过程抛射物的不透明度与光谱

两颗中子星并合期间（或紧随其后）抛出的物质可能通过 r-过程组装成重元素。这些原子核随后的放射性衰变可以提供电磁辐射，其性质类似于普通超新星，但显著更暗。识别此类事件是未来瞬变源巡天的重要目标，将为 r-过程原子核的起源和引力波的天体物理源提供新视角。然而，关于瞬变光变曲线和光谱的预测一直受限于重离子光学性质的不确定性。在此，我们研究了膨胀 r-过程物质的不透明度，并论证其主要由具有最复杂价电子结构的离子（即镧系元素）的谱线跃迁主导。对于少数代表性离子，我们运行原子结构模型以计算数千万条谱线的辐射数据。我们发现，由此产生的 r-过程不透明度比普通（例如富铁）超新星抛射物的不透明度大几个数量级。使用这些新不透明度进行的辐射输运计算表明，瞬变辐射应比此前认为的更暗且更红。光谱呈现伪黑体特征，具有宽吸收特征，并在红外波段（~1 微米）达到峰值。我们讨论了不透明度中的不确定性，并试图量化其对光谱预测的影响。这些结果对于寻找和研究致密天体并合的放射性驱动电磁对应体的观测策略具有重要意义。