中子星并合遗迹的长期演化 - II. 放射性供能的暂现源

我们利用中子星并合抛射物长期演化的三维流体动力学模拟，预测了由新产生的 r-过程核素衰变供能的电磁暂现源的光变曲线。对于由潮汐和流体动力学相互作用激发的动力学抛射物，我们采用了近期研究建议的$10\ \mathrm{cm}^2/\mathrm{g}$的灰体不透明度。对于我们参考的$1.3$-$1.4\ M_\odot$并合案例，我们发现并合后 2-4 天出现一个宽阔的红外峰值。对于平均取向，峰值光度约为$2\times 10^{40}\ \mathrm{erg/s}$，但对于更有利的双星参数和观测视角，该值可增加高达 4 倍。这些信号相当微弱，在引力波触发的大误差框（约$100\ \mathrm{deg}^2$）内很难被探测到。第二种电磁暂现源源于中微子驱动的风。这些风产生$50 < A < 130$的“弱”r-过程物质，其丰度模式在不同并合案例间存在显著差异。对于采用的$1\ \mathrm{cm}^2/\mathrm{g}$不透明度，由此产生的暂现源在并合后约 6 小时于紫外/光学波段达到峰值，光度约为$10^{41}\ \mathrm{erg/s}$（针对$0.01\ M_\odot$的风）。这些信号在深度后续搜索中（例如使用 Subaru 望远镜上的 Hypersuprime 相机）勉强可被探测到。随后探测到较弱但持续时间更长的红外信号将有助于确认并合事件。我们简要讨论了我们的结果对近期探测到伴随 GRB 130603B 的近红外暂现源的启示。