白矮星-中子星二进制：长期持续 gamma 射线暴的可行通路吗？
摘要
最近发现了两个持续时间较长的 gamma 射线暴，这两个事件伴随有 kilonova，即来自致密二进制合并产生的 r 过程元素产物，而非超新星。这迫使我们重新评估长期 established 的二元 dichotomy：短暂的 (< 2 秒，源自致密二进制合并) 和持续时间较长的 (> 2 秒，来自大质量恒星坍缩事件)。我们旨在确定白矮星-中子星（WDNS）和白矮星-黑洞（WDBH）合并是否是长期持续致密合并 gamma 射线暴的可行解释，依据其 galactocentric 合并偏移量和宇宙率率。我们对 GRBs 211211A 和 230307A 的宿主星系进行建模，并采用二进制人口合成方法预测致密合并的偏移分布。我们与观测到的偏移量进行比较，探讨演化路径，预测它们的宇宙率率，并与体积 GRB 率率进行比较。我们发现 WDNS 合并的宿主偏移量小于二进制中子星合并，但在 GRBs 211211A 和 230307A 的特定情况下，观测到的偏移量与任一情形都一致。我们预测 WDNS 合并的速率与二进制中子星合并和长期 gamma 射线暴相当，WDBH 合并则稀缺约一个数量级，尽管这些速率目前具有数量级不确定性。我们仅从 galactocentric 偏移量和事件速率这一方面，证明了 WDNS 合并是 GRBs 211211A 和 230307A 以及更广泛的致密合并无超新星长期 gamma 射线暴的可行解释。WDNS 二进制的系统速度低于二进制中子星，但合并延迟时间较长，最终导致的合并偏移分布在没有大规模样本的情况下与二进制中子星不同，无法被测量。因此，仅凭偏移量和速率无法目前区分致密二进制前体模型用于无超新星长期持续 gamma 射线暴。
引用
@article{arxiv.2508.10984,
title = {White dwarf-neutron star binaries: a plausible pathway for long-duration gamma-ray bursts from compact object mergers?},
author = {A. A. Chrimes and N. Gaspari and A. J. Levan and M. M. Briel and J. J. Eldridge and B. P. Gompertz and G. Nelemans and A. E. Nugent and J. C. Rastinejad and W. G. J. van Zeist},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.10984},
year = {2025}
}
备注
Accepted for publication in A&A. 10 figures, 4 tables