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中子星-黑洞双星系统并合期间可能的电磁现象

高能天体物理现象 2020-12-01 v1

摘要

我们考虑了中子星-黑洞双星并合期间产生电磁(EM)辐射的可能模型。通过考虑中子星的物态方程和并合前双星组分的自转,计算了中子星与黑洞并合期间黑洞周围残骸盘的质量。并合前双星系统的参数(质量比、组分自转、中子星磁场)通过种群合成方法进行计算。并合后黑洞周围残骸盘的推导质量被用于估计由 Blandford-Znajek 机制发射的相对论性喷流的动能。结果表明,形成短伽马射线暴所需的超过 0.05M\sim 0.05 M_\odot 的盘质量在不超过 1-10% 的并合事件中获得(取决于物态方程)。效率较低的公共包层(较大的参数 αCE\alpha_{CE})导致具有天体物理学上有意义的 EM 能量释放的事件比例显著增大。对于具有大质量比且磁化中子星在并合前未受潮汐破坏的双星,我们考虑了带电旋转黑洞(Wald 电荷)形成的可能性,并对这种黑洞在并合后释放的最大 EM 功率进行了估计。讨论了在并合前阶段,并合中的脉冲星-黑洞双星产生的相对论性轻子等离子体中发射的引力波向电磁波的转换。

关键词

引用

@article{arxiv.2005.14309,
  title  = {Possible Electromagnetic Phenomena during the Coalescence of Neutron Star-Black Hole Binary Systems},
  author = {K. A. Postnov and A. G. Kuranov and I. V. Simkin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2005.14309},
  year   = {2020}
}

备注

19 pages, 8 figures