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与引力波事件相关光学耀发的激波冷却与突破发射

高能天体物理现象 2023-10-31 v1 星系天体物理 广义相对论与量子宇宙学

摘要

通过引力波(GWs)发现的恒星级黑洞(BH)并合的天体物理起源广受争议。活动星系核(AGN)吸积盘中的并合至少为部分此类事件提供了有前景的环境,并可能在引力波数据中留下观测线索。揭示AGN并合环境的另一线索来自并合后吸积黑洞可能产生的电磁辐射。与AGN吸积盘中的黑洞并合相伴,由吸积并合遗迹所驱动喷流周围涌现的激波预期会产生发射。本文中,我们计算了激波在突破期间及随后绝热膨胀阶段所产生的发射性质,并将该模型应用于疑似可能与引力波事件相关的光学耀发。我们发现多数已报道的耀发可由突破与激波冷却发射解释。若这些事件为真,则双星的并合位置将依发射过程而受约束。若光学耀发由激波冷却发射产生,它们将呈现中等程度颜色演化、不同事件间可能的颜色差异、延迟时间与耀发时长间的正相关性,以及在光学耀发之前X射线波段的伴随突破发射。若突破发射主导观测光变曲线,则预期颜色在光学波段分布于窄范围,且引力波到电磁辐射的延迟时间长于2\sim 2天。因此,进一步探索延迟时间分布、耀发颜色演化及伴随X射线发射,将有助于检验所提出的观测耀发发射模型。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.18392,
  title  = {Shock cooling and breakout emission for optical flares associated with gravitational wave events},
  author = {Hiromichi Tagawa and Shigeo S. Kimura and Zoltán Haiman and Rosalba Perna and Imre Bartos},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.18392},
  year   = {2023}
}

备注

15 pages, 3 figures