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LIGO 引力波源与短伽马暴的超新星及瞬时引力波前兆

高能天体物理现象 2018-03-21 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

双黑洞(BH)与双中子星(NS)并合最近已通过引力波(GW)辐射被探测到,其中后者伴随有并合后的电磁对应体,出现在并合后数秒至数周。尽管并合后电磁对应体在理论上已被预期,但针对 GW 源的电磁前兆极少被提出,且尚未被观测到。在此我们表明,占比 afew×104101{\rm a}\,{\rm few\times}10^{-4}-10^{-1} 的 LIGO 引力波源与短伽马暴,可能在并合前数年乃至数十年被超新星爆发所前兆。GW 源中的每个 BH/NS 前身星被认为是在一次超新星之后形成的,很可能伴随对新 born 致密天体的诞生速度踢动。演化与诞生踢动决定了幸存双星的轨道,从而决定了致密双星诞生与其通过 GW 辐射最终并合之间的延迟时间。我们利用双星星族合成演化模型的数据表明,延迟时间分布具有 1-100 年之间的极短延迟时间的不可忽略尾部,从而产生潜在可观测的 GW 源超新星前兆。此外,未来的 LISA/DECIGO 空间 GW 探测器将能在最终并合前数周至数十年探测到并合前阶段的 GW 旋进。因此,这些极短延迟时间源可能产生一种独特类型的、伴随有\emph{同时}超新星的瞬时出现 LISA/DECIGO-GW 源。对前兆(同时)超新星与 GW 和/或短伽马暴的档案(和/或直接)探测,将提供对并合双星及其此前经超新星与诞生踢动演化的前所未有的表征,否则无法通过其他手段获取。

关键词

引用

@article{arxiv.1710.09893,
  title  = {Supernova and prompt gravitational-wave precursors to LIGO gravitational-wave sources and short-GRBs},
  author = {Erez Michaely and Hagai B. Perets},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1710.09893},
  year   = {2018}
}

备注

7 pages, 3 figures, 1 table