双中子星并合与坍缩星中 r-过程 β 衰变反中微子通量

本研究探讨了两个能够产生伽马射线暴（GRBs）且为重元素核合成的有望场所的天体物理站点中 $r$-过程原子核的 $\beta$-衰变所产生的反中微子：双中子星并合（BNSMs）与坍缩星。我们采用一种简化方法计算 $\beta$-衰变 $\bar\nu_e$ 能谱，并考虑若干不同的代表性 $r$-过程模拟热力学轨迹，每条轨迹具有四组 $Y_e$ 分布。基于近似质量流出率，我们推导了双中子星并合与坍缩星喷流中动力学抛射物与吸积盘风的 $\bar\nu_e$ 谱的时间演化。我们的结果表明，$\bar\nu_e$ 平均能量约为 3 至 9~MeV，高能尾可达 20 MeV。$\bar\nu_e$ 通量演化主要由流出持续时间决定，因此对于双中子星并合与坍缩星可分别维持较大值达 $\mathcal{O}(10)$~s 与 $\mathcal{O}(100)$~s。对于位于 40~Mpc 处的单次并合或坍缩星，$\bar\nu_e$ 通量为 $\mathcal{O}(10-100)$~cm$^{-2}$~s$^{-1}$，表明 Hyper-Kamiokande 的可能探测视界可达 $0.1-1$~Mpc。我们还估算了它们对弥漫 $\bar\nu_e$ 背景的贡献，发现与核坍缩超新星的预期贡献相比，这两种源对弥漫背景均仅为次要贡献。