黑洞中子星合并造成的三维末端 kilonova 辐射的模拟

我们利用了长期数值相对论模拟和核合成计算的结果，研究黑洞中子星（BH-NS）合并所喷发物质的长期演化， consistently（一致地）跟随动力学喷发物质和后合并喷发物质的形成。具体而言，我们采用了 $1.35\,M_\odot$ 中子星与 $5.4\,M_\odot$ 黑洞、且无量维旋转系数为 0.75 的合并情形。我们确认了前期研究的发现：由放射性加热引起的热压显著改变喷发物质的形态。随后，我们采用长期演化得到的喷发物质轮廓来计算 kilonova（KN）光曲线。我们发现，当前的 BH-NS 模型结果会产生一条比 AT2017gfo 中观测到的 KN 光曲线更暗且更持久的曲线。这是由于辐射主要由富镱的动力学喷发物质供能，且由于喷发物质质量大且氧化力强，实现了较长的光子扩散时间尺度。虽然两种光学和近红外波段的 KN 辐射峰值亮度与二进制中子星模型相当或更暗，但对于 BH-NS KN 模型，保持峰值亮度的时间尺度在近红外波段要长得多。我们的结果表明，一个产生大量喷发物质的 BH-NS 合并可以通过持续超过两周的近红外辐射进行观测识别。