黑洞-中子星与双中子星并合中的共振碎裂耀发
高能天体物理现象
2022-06-29 v2
摘要
共振碎裂耀发(RSF)是由双星旋进过程中中子星(NS)的潮汐共振触发的伽马射线暴,其强烈依赖于中子星表面的磁场强度。通过将这些耀发建模为共振窗口期内发射的多个相对论性壳层碰撞的结果,我们发现瞬时的非热伽马射线发射光度可达几×10^{48} erg/s,并可能产生宽波段余辉。我们使用BPASS星族合成代码,在对并合前表面磁场强度演化不同假设下,计算了可探测RSF的预期率。我们发现BHNS并合的可探测RSF率为每年约0.0001–5例,NSNS并合为每年约0.0005–25例,其中下界对应于与纯壳层场磁热演化一致的表面场衰减,而上界对应于具有由冻结在超导核心中的磁通支撑的长寿命表面磁场的系统。如果观测到的某些SGRB前兆耀发确实是RSF,则表明部分中子星族群存在长寿命表面场,并且我们可预期RSF是BHNS并合引力波探测中最常见的可探测电磁对应体。在GRB170817A之前未探测到RSF,为前身星中子星的磁场给出了上限 B_{surf}∼10^{13.5} G。
引用
@article{arxiv.2111.03686,
title = {Resonant Shattering Flares in Black Hole-Neutron Star and Binary Neutron Star Mergers},
author = {Duncan Neill and David Tsang and Hendrik van Eerten and Geoffrey Ryan and William G. Newton},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.03686},
year = {2022}
}
备注
19 pages, 12 figures, final version accepted by MNRAS