在{\Lambda}CDM宇宙中模拟千新星
星系天体物理
2020-07-15 v1
摘要
千新星是中子星-中子星并合（NNMs）或中子星-黑洞并合（NBMs）之后产生的光学闪现。在这项工作中，我们使用Millennium Simulation，结合采用双星星族合成模型的半解析星系形成模型——GABE（Galaxy Assembly with Binary Evolution），在宇宙学背景下探索千新星的宇宙事件率及其宿主星系的性质。我们发现超新星反冲速度为0 km/s的模型最符合观测，这与双中子星某些形成通道的例外一致。这表明NNMs更倾向于起源于具有低反冲速度的双星系统。在V=0 km/s时，z=0处NNMs和NBMs的宇宙事件率分别为283 Gpcyr和91 Gpcyr，与LVC GWTC-1的约束边际一致。对于银河系质量星系，我们预测NNM速率为 Myr，这也与银河系中双中子星的观测性质很好吻合。考虑银河系质量星系历史中所有的NNMs，我们发现一次NNM和NBM事件中A>79的r过程元素平均产额应为0.01 M才能与观测一致。我们得出结论，GW170817的宿主星系NGC 4993是NNMs的典型宿主星系。然而，一般而言NNMs和NBMs倾向于位于年轻的、蓝色的、正在形成恒星的、晚型星系中，其恒星质量和气体金属丰度分布分别峰值在 M和8.72-8.85。通过在宇宙学背景下研究千新星宿主星系，当我们未来拥有更多事件时，有望更好地约束模型细节。（删节）
引用
@article{arxiv.2001.11299,
title = {Simulating Kilonovae in the {\Lambda}CDM Universe},
author = {Zhen Jiang and Jie Wang and Fenghui Zhang and Li-Xin Li and Lan Wang and Ran Li and Liang Gao and Zhanwen Han and Jun Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.11299},
year = {2020}
}
备注
13 pages, 11 figures, submitted to MNRAS