下一代多信使天文台对双中子星并合光学探测的前景

下一代引力波（GW）观测台，如爱因斯坦望远镜（ET）和宇宙探索者（Cosmic Explorer），将跨越宇宙历史观测双中子星（BNS）并合，为最近的并合事件提供精确的参数估计。创新的宽场观测台，如Vera Rubin天文台，将以前所未有的灵敏度快速覆盖天空的大部分区域以探测微弱暂现源。本研究旨在评估下一代探测器对BNS并合光学发射的探测前景，考虑中子星（NS）群体特性和微观物理的不确定性如何影响探测率。从利用不同NS质量分布和状态方程（EOS）的BNS并合群体出发，我们基于源特性建模GW和千新星（KN）信号。我们通过数值相对论信息拟合建模KN抛射物，考虑了余缩为黑洞的即时坍缩效应，以及适用于更大质量BNS系统（如GW190425）的新拟合公式。我们纳入与观测到的短伽马射线暴一致的相对论性喷流的光学余辉发射。我们评估了不同几何构型下ET单独运行或与当前或下一代GW探测器网络运行时的探测并合事件和源参数估计。最后，我们通过模拟Rubin天文台的真实观测策略估计探测到的光学信号数量。ET作为单一观测台将使Rubin天文台每年能够探测约十到一百个千新星。与当前GW探测器网络联合运行时，这一数字提升了约10倍。探测率的不确定性主要由约束不足的本地BNS并合率主导，在较小程度上取决于NS质量分布和EOS。