带有中微子输运的中子星 - 黑洞双星并合后演化
高能天体物理现象
2015-06-17 v1 广义相对论与量子宇宙学
摘要
我们首次展示了在完整广义相对论框架下，使用能量积分的广义相对论截断矩形式论进行中微子输运的中子星 - 黑洞双星并合后演化的模拟。在研究中子星 - 黑洞并合后吸积盘的形成阶段之前，我们描述了矩形式论的实现方法及代码的重要测试。我们使用的初始数据来自现有的广义相对论模拟，涉及一个 1.4 太阳质量的中子星与一个 7 太阳质量、无量纲自旋 a/M=0.8 的黑洞的并合。与处理中微子的更简单泄漏方案相比，我们发现吸积盘内部及周围的中子质子比以及中微子光度存在显著差异。我们发现输运模拟中的电子中微子光度要低得多，且残留物的中子丰度较低。中微子的空间分布受到相对论效应的显著影响。在演化的短时间尺度内，我们未观察到纯粹由中微子驱动的外流。然而，在吸积盘圆化过程中，有少量物质 (3e-4Msun) 在极区被抛射。大部分物质是在吸积盘形成早期被抛射的，且具有相当高的中子丰度。通过 r-过程核合成，这些物质应在极区产生高不透明度的镧系元素，从而可能影响放射性供能的电磁暂现源的光变曲线。我们还表明，在模拟结束时，虽然吸积盘主体富含中子，但其外层具有更高的电子分数。由于这些物质将在更长时间尺度上最先被吸积盘外流解绑，吸积盘形成期间经历的 变化可能会对中微子驱动和粘滞驱动外流的核合成产出产生影响。[摘要已节略]
引用
@article{arxiv.1502.04146,
title = {Post-merger evolution of a neutron star-black hole binary with neutrino transport},
author = {Francois Foucart and Evan O'Connor and Luke Roberts and Matthew D. Duez and Roland Haas and Lawrence E. Kidder and Christian D. Ott and Harald P. Pfeiffer and Mark A. Scheel and Bela Szilagyi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.04146},
year = {2015}
}
备注
29 pages, 25 figures