低质量双中子星并合后的物质抛射

我们研究系统质量 $2.5\, M_\odot$ 的低质量双中子星（NS）并合后物质抛射及随后的核合成，采用轴向对称下的广义相对论、中微子辐射黏性流体动力学模拟。我们发现，无论采用何种核状态方程（EOS），并合遗迹均为存活数秒以上的长寿命大质量 NS。我们基准模型的抛射物质量为 $\sim 0.06$-$0.1\, M_\odot$（依 EOS 而定），约为初始吸积盘质量（$\sim 0.15$-$0.3\, M_\odot$）的 $30\%$。后处理核合成计算表明，对于合理的黏性系数值，由于平均电子分数适中（$\sim 0.32$-$0.34$），抛射物主要由轻 $r$-过程核素及少量镧系元素（质量分数 $\sim 0.002$-$0.004$）与更重核素组成。此类丰度分布与所有已测 $r$-过程增丰贫金属星中发现的太阳类 $r$-过程丰度模式不相容。因此，低质量双中子星并合应当罕见。若此类低质量 NS 并合发生，其电磁对应体——千新星——将因大抛射质量与低镧系分数而呈现早期明亮蓝发射特征。然而我们也表明，若有效湍流黏性极高，或并合后早期存在高效物质抛射机制，抛射物电子分数可低至再现太阳类 $r$-过程丰度模式，且镧系分数增至使千新星呈现早期明亮蓝与晚期明亮红发射特征。