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基于天体物理论证的 GW190425 参数估计更新及其对电磁对应体的启示

高能天体物理现象 2020-03-25 v1

摘要

从引力波信号测得致密双星并合 GW190425 的 progenitor system 总质量为 3.40.1+0.33.4^{+0.3}_{-0.1} M_\odot(90% 置信区间)。该质量与预期在哈勃时间内并合的双中子星(BNSs)的银河系(MW)族以及首次 BNS 并合 GW170817 均有显著差异。本文探讨此类系统的预期电磁特征。我们作出若干受天体物理驱动的假设以进一步约束 GW190425 的参数。仅假设两子星均为中子星,便显著缩小了可能的子星质量范围,得到 m1=1.850.19+0.27m_1 = 1.85^{+0.27}_{-0.19} M_\odotm2=1.470.18+0.16m_2 = 1.47^{+0.16}_{-0.18} M_\odot。然而,若 GW190425 的 progenitor system 为中子星-黑洞并合,则最佳拟合参数为 m1=2.190.17+0.21m_1 = 2.19^{+0.21}_{-0.17} M_\odotm2=1.260.08+0.10m_2 = 1.26^{+0.10}_{-0.08} M_\odot。对于一个合理的 BNS 系统,其中较轻中子星质量近似于 MW BNS 系统中未回收中子星的质量,我们得到 m1=2.030.14+0.15m_1 = 2.03^{+0.15}_{-0.14} M_\odotm2=1.35±0.09m_2 = 1.35 \pm 0.09 M_\odot,对应仅 7% 的质量不确定度。在所有情形下,我们预期并合 remnant 会迅速坍缩为黑洞。考察与最佳拟合结果子星质量相近的详细模型,我们发现 GW190425 的电磁对应体预期比 GW170817 显著更红且更暗。我们发现,几乎全部用于搜寻 GW190425 电磁对应体的已报道观测都过浅,不足以探测预期对应体。若 LIGO-Virgo 合作组能及时提供啁啾质量,天文界可调整观测以提高探测类似“高质量” BNS 系统对应体的可能性。(节略)

关键词

引用

@article{arxiv.2002.00956,
  title  = {Updated Parameter Estimates for GW190425 Using Astrophysical Arguments and Implications for the Electromagnetic Counterpart},
  author = {Ryan J. Foley and David A. Coulter and Charles D. Kilpatrick and Anthony L. Piro and Enrico Ramirez-Ruiz and Josiah Schwab},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2002.00956},
  year   = {2020}
}

备注

11 pages, 6 figures, submitted