r-过程加热对致密天体并合中回落吸积的影响
高能天体物理现象
2015-05-13 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们探讨了 r-过程核合成对中子星(NS)-NS 和黑洞-NS 并合中回落吸积的影响，以及由此对短伽马射线暴(GRBs)的启示。尽管在动力学上很重要，但 r-过程中释放的能量尚未被纳入并合模拟中。我们使用核反应网络计算了名义上负责晚期回落的边际束缚轨道上的物质所经历的加热（由 β-衰变和核裂变引起）。由于具有较长轨道周期 t_orb 的物质经历更低的密度，且持续时间更长，总 r-过程加热随 t_orb 迅速增加，使得 t_orb > 1 秒的物质可能完全脱离束缚。因此，r-过程加热从根本上改变了晚期回落率 dM/dt 呈无中断幂律下降的典型预言。当 r-过程完成的时间尺度 > 1 秒时，加热会在约 1 秒后导致回落吸积完全中断；如果这一结论可靠，则意味着回落吸积无法解释在某些短 GRB 之后观测到的晚期 X 射线耀发。然而，对于一组狭窄但物理上合理的参数范围，回落吸积可以在并合后约 10 秒后恢复，尽管在并合后约 1-10 秒内被强烈抑制。这暗示了一个有趣的可能性：短 GRB 中观测到的瞬时辐射与延展辐射之间的间隙可能是 r-过程加热的表现。
引用
@article{arxiv.0908.0530,
title = {The effects of r-process heating on fall-back accretion in compact object mergers},
author = {B. D. Metzger and A. Arcones and E. Quataert and G. Martinez-Pinedo},
journal= {arXiv preprint arXiv:0908.0530},
year = {2015}
}
备注
7 pages; 4 figures; submitted to MNRAS