中子星并合早期千新星辐射的模拟
高能天体物理现象
2020-09-30 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
我们通过对高电离元素（最高第十电离）原子序数 Z = 20 - 56 进行详细的 opacity 计算，首次给出了中子星（NS）并合后数小时内蓝色千新星的辐射转移模拟。我们发现重元素的束缚-束缚跃迁是早期阶段（并合后 t < 1 天）opacity 的主要来源，且具有半满电子壳层的离子贡献最高。无镧系抛射物（电子分数 Ye = 0.30 - 0.40）的 Planck 平均 opacity 在 t = 0.1 天时仅达到约 kappa ~ 0.5 - 1 cm^2 g^-1，而在 t = 1 天时增至约 kappa ~ 5 - 10 cm^2 g^-1。抛射物质量为 Mej = 0.05Msun 的球状抛射物模型在 t ~ 0.1 天时给出 ~ 2 x 10^42 erg s^-1 的热光度。我们确认 GW170817 现有的热光度和多色数据可由纯放射性模型自然解释。预期的早期 UV 信号在 t ~ 4.3 小时达到 20.5 mag，即使对 200 Mpc 外的源也可被 Swift 和紫外暂现天文卫星（ULTRASAT）等设施探测到。早期光度对外层抛射物的结构敏感，正如 Kasen 等人（2017）所指出的。因此，早期 UV 观测对外层抛射物结构以及除 r 过程核之外是否存在加热源给出了强约束。
引用
@article{arxiv.2008.05495,
title = {Simulations of early kilonova emission from neutron star mergers},
author = {Smaranika Banerjee and Masaomi Tanaka and Kyohei Kawaguchi and Daiji Kato and Gediminas Gaigalas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.05495},
year = {2020}
}
备注
17 pages, 13 figures, accepted for publication in ApJ