r过程元素的放射性加热率与巨新星光变曲线

我们研究中子星并合抛射物中r过程核的加热率及衰变产物的热化，以及巨新星（千新星）光变曲线。带电衰变产物（即电子、$\alpha$粒子和裂变碎片）的热化根据其注入能量计算。$\gamma$射线热化过程也通过考虑每次衰变的 $\gamma$射线能谱得到恰当计算。我们表明，$\beta$衰变加热率在较晚时刻趋近于 $\propto t^{-2.8}$ 的幂律衰减，这与Waxman等人（2019）的结果一致。我们提出一个计算巨新星光变曲线的新解析模型，其中考虑了抛射物的密度结构。我们证明，与GW170817相关的巨新星的观测热光度光变曲线和温度演化，可由具有太阳r过程丰度模式的 $\beta$衰变加热率很好地再现。我们将观测热光度光变曲线在一周左右的拐折解释为扩散波穿过抛射物相当大部分的结果，而非热化拐折。我们还表明，热光度光变曲线的时间加权积分（Katz积分）有助于由观测数据估算总r过程质量，且这独立于高度不确定的辐射转移。对于GW170817中的巨新星，在太阳r过程丰度模式下，抛射物质量被稳健地估算为 $A_{\rm min}\leq 72$ 和 $85\leq A_{\rm min}\leq 130$ 时 $\approx 0.05M_{\odot}$。用于计算给定初始核丰度的加热率和光变曲线的代码已公开可用。