加速相对论双星风驱动的中子星并合激波供能射电前兆
高能天体物理现象
2021-01-19 v2 计算物理
等离子体物理
摘要
在致密天体并合的最后阶段,若双星成员中至少有一个是磁化中子星(NS),则其轨道运动会大幅扩张NS的开放磁通量——从而相对于孤立脉冲星提高其风光度。随着双星轨道因引力辐射而收缩,这种由双星诱导的旋进风的能量与速度可能(取决于正负电子对加载)长期增长,导致在双星轨道之外的外流中发生自相互作用与内激波。磁化前向激波可通过同步脉泽过程产生相干射电辐射,形成可观测的双中子星并合射电前兆。我们对加速双星中子星风中的激波相互作用进行一维相对论流体力学模拟,假设旋进风在激波半径前将其坡印廷通量有效转化为整体动能。结合来自粒子在胞模拟的激波脉泽谱,生成合成射电光变曲线。对于距离约3 Gpc(,其中 为磁性较强恒星的偶极场强)的源,前兆暴在约GHz频率处流强约1 Jy·ms,并在并合后持续约1–500 ms。若外流几何集中于双星赤道面,则该信号可能优先在高倾角系统中被观测到,即那些最不可能产生可探测伽马射线暴的系统。
引用
@article{arxiv.2010.09214,
title = {Shock-powered radio precursors of neutron star mergers from accelerating relativistic binary winds},
author = {Navin Sridhar and Jonathan Zrake and Brian D. Metzger and Lorenzo Sironi and Dimitrios Giannios},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.09214},
year = {2021}
}
备注
Published version; 19 pages, 8 figures, 2 tables