Modeling dynamical ejecta from binary neutron star mergers and implications for electromagnetic counterparts
两颗中子星的并合除了发射引力波外，还会产生多种电磁信号。在这项工作中，我们结合了大量的数值相对论模拟不同的群体进行，我们提出了适合的质量，动能，和速度的动态喷出的物质。此外，我们评论喷出物的几何形状和组成，并讨论恒星的个别旋转的影响。导出的拟合可以用来近似的光度和光曲线的千新星（macronovae）和估计的无线电耀斑的主要属性。在GW检测的情况下，当质量的第一估计可用时，二元参数和EM信号之间的这种相关性允许近似可能的EM对应物。经过可能的kilonovae观测，我们的结果也可以用来限制数值相对论模拟所覆盖的参数空间的区域。
2016-12-12 astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic Counterparts to Massive Black Hole Mergers
在未来的二十年里，预计将打开大门的电磁（EM）和引力波（GW）的签名与大质量黑洞（MBH）的双星走向合并的第一次重合检测。这些探测将通过将这一不断增长的领域扩展到低频GW区域来启动多信使天体物理学的新时代，并将提供对MBH和星系演化的前所未有的理解。它们还将构成宇宙学的全新探测器，并将使独特的引力测试成为可能。这篇生活评论的目的是通过总结在撰写本文时已知的与MBH合并的EM对应方有关的关键发现、物理过程和想法来介绍这一研究主题。我们审查目前的观测证据密切MBH二进制文件，讨论相关的物理过程和时间尺度，并总结可能的EM对应GW的前体，合并，余辉阶段的MBH合并。我们还描述了开放的问题，并讨论在这个充满活力和快节奏的研究领域的未来前景。
2022-05-13 astro-ph.HE gr-qc
Predicting electromagnetic counterparts using low-latency, gravitational-wave data products
自GW 170817和AT 2017 gfo的发现以来，对引力波对应物的研究一直在认真进行。从那时起，缺乏检测到其他光学对应物连接到双中子星或黑洞-中子星候选人突出了需要一个更好的判别标准，以支持这一努力。目前，低延迟的引力波警报包含了关于双星性质的初步信息，因此，也包含了关于探测到的双星是否可能有电磁对应物的初步信息。目前的警报方法是一种分类器，它估计在合并过程中产生的黑洞外部存在碎片盘的概率，以及信号是双星中子星、黑洞-中子星、双星黑洞或地球起源的概率。在这项工作中，我们扩展这种方法来预测喷出物的属性，并提供这些事件的潜在光变曲线的轮廓，以改善后续的观察策略。的各种来源的不确定性进行了讨论，我们的结论是，我们的无知喷出物的成分和不足的约束的二进制参数，低延迟管道，代表的主要局限性。为了验证该方法，我们测试了我们的方法在第二次和第三次高级LIGO-Virgo观测运行的真实事件上。
2021-06-28 astro-ph.HE gr-qc
Recoil geometry determines electromagnetic counterparts from supermassive black hole merger remnants
Princeton University（普林斯顿大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）
研究探讨反冲几何对超大质量黑洞合并后电磁信号的影响，通过相对论磁流体力学模拟揭示不同反冲方向下的喷流和盘行为差异，为多信使观测提供理论支持。
2026-03-27 astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic Counterparts to Structured Jets from Gravitational Wave Detected Mergers
我们发现引力波探测到的黑洞/中子星-中子星（BH/NS-NS）合并的喷流的孤儿余辉的峰值大小高度依赖于喷流半张角$θ_j$。具有均匀喷流结构和$θ_j>10^\circ$的短$γ$射线爆发（GRB），在GW探测事件38 $^\circ$的典型倾角处观察到的孤儿余辉，在光学频率上比可比的macronova发射更亮。结构射流，其中的能量和洛伦兹因子$Γ$与中心轴的角度不同，可能有低$Γ$组件的即时发射被抑制; GW电磁（EM）的对应物可能会揭示人口失败的伽玛射线暴孤儿余辉。用MonteCarlo方法，假设NS-NS探测限，我们给出了均匀、双组分、幂律结构和高斯喷流的GW-EM对应物的分数，其中变结构模型包括宽的低能和$Γ$组分：对于均匀喷流，具有{ $θ_j=6^\circ$和典型的短GRB参数，我们发现了GW探测到的合并的$\sim 13.6\%$的{ \it r}带幅度$m_r\leq21$对应物;当喷流结构延伸到$25^\circ$的半张角时，两分量喷流产生对应于GW探测到的合并的$\sim30\%$的$m_r\leq21$;幂律结构喷流产生$\sim37\%$ ;高斯喷流产生我们的参数$\sim13\%$。}我们发现孤儿余辉的光变曲线特征可以用来指示扩展结构的存在。
2017-09-07 astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic counterparts to gravitational waves from black hole mergers and naked singularities
我们认为，在这里的问题是否建议电磁对应的引力波信号在二进制黑洞合并可能是由于一个'短命'裸奇点的外观合并过程中。我们指出，在合并过程中，时空的拓扑结构发生了变化，这可能导致裸奇点的出现。如果在黑洞系统的周围存在某种物质，其形式是一个小的吸积盘，那么在合并过程中发出的光度将允许区分裸奇点形成的情况和视界一直存在的情况。事实上，与"纯"黑洞的情况相反，在裸奇点形成的情况下，发射的光度谱要高得多。我们认为，这种瞬态裸奇点的存在将更容易解释合并过程中电磁对应物的高亮度。
2016-03-09 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Electromagnetic counterparts of binary neutron star mergers leading to a strongly magnetized long-lived remnant neutron star
我们探讨了在大质量中子星合并后残留的大质量中子星存在$\gtrsim 0.5\,$ s的情况下，与双中子星合并有关的电磁对应物。在这项研究中，我们采用了长期的广义相对论中微子辐射磁流体动力学模拟平均场发电机效应获得的外流轮廓。我们发现，如果残余中子星的磁场被发电机效应显著放大，则高光度的同步辐射余辉可以与合并事件相关联。我们还对Kilonovae进行了辐射传输计算，发现在磁场高度放大的情况下，Kilonovae在早期可以是明亮的，而在几天内光发射迅速下降，并且在近红外波长处的长持续（$\sim 10\,{\rm d}$）发射非常明亮。所有这些特征在GW 170817中都没有发现，这表明在GW 170817中形成的合并残余中子星可能在几百毫秒内坍缩成黑洞，或者磁场放大可能是一个微小的影响。
2022-08-30 astro-ph.HE gr-qc
Searching for electromagnetic counterparts of gravitational wave transients
2009年12月17日至2010年1月8日和2010年9月4日至10月20日，在最近的LIGO/Virgo运行期间，进行了候选引力波（GW）触发器的开创性电磁（EM）观测后续计划。后续计划涉及地面和空间EM设施，以光学，X射线和无线电波长观测天空。GW/EM联合观察研究需要开发特定的图像分析程序，以区分GW触发的可能EM对应物与背景事件。本文概述了EM随访程序和正在开发的图像分析程序，因为它们适用于TAROT和Zadko收集的数据。
2011-10-14 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Prospects for the detection of electromagnetic counterparts to gravitational wave events
研究了与预期可由当前和计划中的引力波探测器探测到的引力波信号相关的电磁辐射的各种模型。估计了引力波源的位置误差，并利用该误差表明，用Advanced LIGO和Virgo探测器探测到的电磁对应物可以观测到中子星-中子星或中子星-黑洞双星并合。
2003-03-22 astro-ph gr-qc
A Second Decoupling Between Merging Binary Black Holes and the Inner Disc--Impact on the Electromagnetic Counterpart
两个超大质量黑洞（SMBH）的合并会产生强大的引力波（GW）辐射，如果附近存在气体，还会产生电磁（EM）辐射。在标准的图像中，当双星从环双星盘中“挤压”出来并开始在次级轨道内“挤压”盘时，会产生EM爆发，导致其快速吸积到主黑洞上。在这里，我们使用分析论证和数值模拟来表明，SMBH约$20~R_S$内的圆盘在合并中幸存下来，而不会被耗尽。其原因是“第二次解耦”：由于潮汐加热和低效冷却，内部圆盘变厚，有效地与双星的相互作用解耦。我们表明，这第二次去耦淬火盘${\cal O}(10^2)$天聚结前的热源。这将使峰值UV/X射线光度明显弱于以前的想法。合并后，残留的圆盘冷却并膨胀，与外圆盘合并，而不是完全吸积。这导致连续的EM发射，阻碍了早期研究中提出的截止和重新变亮的检测。
2016-10-28 astro-ph.HE gr-qc
El-CID: A filter for Gravitational-wave Electromagnetic Counterpart Identification
随着引力波干涉仪变得越来越灵敏，探测范围越来越远，探测到的双中子星合并的数量也会增加。然而，检测到更多的事件更远的GW并不保证相应的增加这些事件的电磁对应物的数量。参与GW后续操作的当前和即将到来的宽场调查将不得不努力将千诺瓦与他们检测到的不断增加的瞬变数量区分开来，其中许多瞬变将与GW天空定位一致。我们开发了一种基于时间卷积神经网络架构的新型工具，该工具在稀疏的早期光度学和上下文信息上进行训练，用于电磁对应物识别（El-CID）。El-CID的首要目标是通过与GW天空定位一致的新瞬态候选者的列表进行切片，并确定哪些源与千诺瓦一致，从而允许明智地使用有限的机会目标资源。除了在广泛的测试样本上验证我们的算法的性能外，我们还在AT 2017 gfo上验证了它-迄今为止发现的二元中子星合并的唯一EM对应物-和AT 2019 npv-一种超新星，最初被怀疑是引力波事件GW 190814的对应物，但后来在进一步分析后被排除。
2021-10-11 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
The Loud Tail of the Supermassive Black Hole Binary Population: Multimessenger Candidates and Prospects for SKAO
Laboratory of High Energy and Computational Physics, NICPB（NICPB高能计算物理实验室）；Tallinn University of Technology（塔林理工大学）
本研究利用NANOGrav数据拟合的种群模型，发现3C 66B和Mrk 501是突出的引力波单源候选体，并预测SKAO可分辨数十个双星，从而探测双星硬化机制。
2026-10-26 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Can an Off-axis Gamma-Ray Burst Jet in GW170817 Explain All the Electromagnetic Counterparts?
在GW 170817中首次发现了来自两颗中子星（NS）合并的引力波，以及各种电磁（EM）对应物。为了对NS合并产生的相对论喷流进行约束，我们计算了（1）离轴喷流产生的短伽马射线暴sGRB 170817 A，（2）喷流驱动茧产生的光红外macronova（或kilonova），特别是蓝色macronova，以及（3）喷流与星际介质相互作用产生的X射线和无线电余辉中的EM信号。我们发现，一个典型的sGRB喷流与这些意见是一致的，有一个参数空间，以解释所有的意见，在一个统一的方式与各向同性的能量$\sim 10^{51}$ - $10^{52}$ erg，开角$\sim 20^{\circ}$，和视角$\sim 30^{\circ}$。离轴发射比点源的情况下更少去波束，因为视角与开度角相当。我们还分析表明，射流能量加速合并喷出物的一个公平的分数，以亚相对论速度$\sim 0.3$ - $0.4$ c作为茧在很宽的参数范围内。环境密度可能是低的$\sim 10^{-3}$ - $10^{-6}$ cm $^{-3}$，这可以通过未来对射电耀斑和X射线残留的观测来检验。
2018-04-08 astro-ph.HE gr-qc
Binary Neutron Star Mergers with Missing Electromagnetic Counterparts as Manifestations of Mirror World
我们认为，大部分的二进制合并，这可能会提供引力波信号可检测的LIGO/室女座，从隐藏的镜像部门出现。除了引力作用，镜像粒子不会与普通观测者发生相互作用，这就是为什么与镜像物质组成的成分合并时，预期不会有伴随引力波的电磁信号。因此，如果宇宙的暗物质预算主要是由镜像粒子贡献的，我们预测，只有大约一个双中子星（中子星-黑洞）合并的10个，可观察到的LIGO/处女座，特别是在相对于视线有利的条件下，可能伴随着提示伽马射线暴和其他电磁信号适合后续观测。LIGO/Virgo在第三次观测运行期间记录的候选事件列表似乎支持我们的预测。
2020-04-02 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
What is the Most Promising Electromagnetic Counterpart of a Neutron Star Binary Merger?
双中子星和中子星-黑洞双星的最后螺旋很可能被先进的地面引力波（GW）干涉仪网络探测到。最大限度地从这样的发现中获得科学回报将需要识别和定位电磁（EM）对应物。在这里，我们批判性地评估和比较了几种可能的对应物，包括短持续时间的伽马射线暴（SGRB）、“孤儿”光学和无线电余辉，以及由合并喷出物中合成的重核的放射性衰变驱动的~一天的光学瞬变（“千诺瓦”）。我们评估的承诺，每个对应的四个“基本美德”：可探测性，高分数，可识别性和位置精度。考虑到~ 10 ° sq.的典型误差区域的搜索策略，我们的结论是，SGRB是最有用的，以确认宇宙起源的几个GW事件，并测试与NS合并的关联。然而，对于更雄心勃勃的目标，本地化和获得大样本的GW事件的红移，千新星反而是首选。离轴光学余辉最多可以在所有事件的10%中被探测到，而射电余辉只有在高密度介质中高能相对论喷出物的独特组合中才有希望，即使这样，每个事件也需要数百小时的EVLA时间。我们的主要建议是：（i）全天伽马射线卫星对于时间符合探测和伽马射线触发事件的GW搜索是必不可少的;（ii）LSST应采用1天的节奏跟踪策略，理想情况下每次指向约0.5小时以覆盖GW错误区域（标准的4天节奏和深度将严重限制唯一识别的可能性）;及（iii）无线电搜寻只应集中于相对论的情况，因为这需要观察数个月。
2011-08-30 astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic counterparts from counter-rotating relativistic kicked discs
我们给出了二维广义相对论无粘和等温流体动力学模拟的结果，比较了同向旋转（相对于黑洞旋转）和反向旋转的环双星准开普勒盘在超大质量双星黑洞系统的合并后阶段的行为。在证实由于质量损失和黑洞反冲速度的综合作用而在盘内产生螺旋激波的同时，我们发现反向旋转盘的最大光度比同向旋转盘的最大光度高2-12倍，这取决于黑洞的自旋。另一方面，对于总质量为M~10^6 M_ \odot的双星，光度峰值发生在相对于同向旋转的情况约10天之后。虽然在合并事件的合并后阶段，反向旋转盘的全球动力学与同向旋转盘非常相似，但已经发现了一个重要的差异。事实上，增加中心黑洞的自旋会产生更多发光的同向旋转盘，而较少发光的反向旋转盘。
2011-08-23 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves from core-collapse supernovae with no electromagnetic counterparts
本文研究无电磁对应体的核心坍缩超新星，提出仅凭引力波中的 SASI 模重建、信号终止时间和主导模频率变化率，区分遮蔽、失败爆炸及快速黑洞形成三种情形。
2025-09-29 astro-ph.HE gr-qc
Data-driven expectations for electromagnetic counterpart searches based on LIGO/Virgo public alerts
自2017年首次探测到双中子星合并的伽马射线暴、光学/红外千诺瓦和全色余辉以来，引力波信号的电磁对应物的探测次数翻了一番。然而，在一次LIGO/Virgo观测运行之后，还没有第二次安全识别电磁对应物。这并不奇怪，因为LIGO和Virgo的第三次观测运行O3中事件的定位不确定性比预测的要大得多。我们解释了这一点，通过显示，数据分析的改进，现在允许LIGO/Virgo检测较弱，因此更差的本地化事件增加了检测的总数，其中本地化，镀金事件占整体的比例较小。我们提出了模拟未来两个LIGO/处女座/KAGRA观测运行，O 4和O 5，这是基于O3公共警报的统计数据。为了说明更新的预测可能产生的重大影响，我们研究了Zwicky瞬态设施的后续策略。考虑到望远镜时间的大量承诺以及需要优先考虑哪些事件被跟踪，现实和及时地预测引力波定位精度至关重要。我们包括我们的模拟本地化的数据发布，作为天文学家的公共计划资源。
2021-11-24 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Speed of Gravitational Waves from Strongly Lensed Gravitational Waves and Electromagnetic Signals
提出了一种新的基于强透镜引力波和电磁引力波的引力波传播速度测量策略。这可以通过两种方式完成：通过比较GW和它们的EM对应物的到达时间，以及通过比较在GW和它们的EM对应物中看到的图像之间的时间延迟。透镜GW-EM事件可能是识别EM对应物的最佳方法。从概念上讲，这种方法不依赖于任何特定的大质量引力子或修正引力理论。其差分设置（即，测量GW和EM域中的时间延迟之间的差异）使其对透镜建模细节（光子和GW在相同的透镜化电势中行进）以及对GW和EM发射动作之间的内部时间延迟是鲁棒的。然而，它要求引力理论是度量的，并预言类似于广义相对论的引力透镜。我们预计这样的测试将在第三代引力波探测器时代成为可能，届时每年将观察到大约10个引力波事件。这种方法的功率主要受EM对应物的定时精度的限制，对于kilonovae，该定时精度大约为$10^4$ s。如果可以识别与GW事件相关的持续时间短得多的强透镜瞬态，则可以通过$\sim 10^{10}$的因子来抑制这种不确定性。这种短瞬变的候选者包括短伽玛射线暴和快速射电暴。
2017-03-12 astro-ph.HE gr-qc
Searching for electromagnetic counterpart of LIGO gravitational waves in the Fermi GBM data with ADWO
费米合作确定了2015年9月14日引力波事件的可能电磁对应物。我们的目标是提供一个无监督的数据分析算法，以确定类似的事件在费米的伽马射线暴监测CTTE数据流。我们正在寻找典型的微弱信号。因此，它们只能通过同时仔细分析所有探测器和能量通道的计数率来发现。我们的自动检测器权重优化（ADWO）方法包括对信号的搜索和对其重要性的测试。我们开发了ADWO，多通道多探测器信号的虚拟探测器分析工具，并成功地搜索了数据流中的短瞬变。我们已经确定了GRB 150522 B，以及可能的电磁候选人的瞬态GW 150914和LVT 151012。ADWO是一种独立开发的、无监督的数据分析工具，仅依赖于费米卫星的原始数据。因此，它可以提供一个强大的，独立的测试，任何电磁信号伴随着未来的引力波观测。
2016-08-24 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
From $γ$ to Radio - The Electromagnetic Counterpart of GW 170817
第一颗中子星合并产生的引力波GW 170817伴随着多波长的电磁波，从$γ$射线到无线电。伴随而来的伽马射线，似乎首先证实了合并与短伽马射线暴（sGRB）的联系。通常的解释是，我们看到的是离轴的sGRB喷流的发射。然而，对亚发光的$γ$射线和奇特的射电余辉的更仔细的检查与这个简单的解释不一致。在这里，我们提出了三维和二维数值模拟的结果，遵循流体动力学和排放的流出从中子星合并从其喷射和它的减速由环合并介质。我们的研究结果表明，$γ$射线，X射线和射电观测的整个集合可以解释从一个温和的相对论性茧材料（洛伦兹因子$\sim$ 2-5），而形成的射流传播通过在合并过程中喷出的材料的排放。$γ$ -射线是当茧从吞噬喷出物中脱离出来时产生的，而余辉是由茧物质与星际介质相互作用产生的。强的早期紫外/光信号可能是洛伦兹增强的macronova/kilonova。喷流本身的命运目前尚不清楚，但我们的全电磁模型定义了一条解决成功和窒息喷流场景之间的路径，输出图像大小，形态，观察到的时间依赖性偏振和从无线电到X射线的光曲线行为的耦合预测。这些模型的预测能力将被证明是解释这一前所未有的事件正在进行的多方面观察的关键。
2018-03-20 astro-ph.HE gr-qc
Probing extra dimension through gravitational wave observations of compact binaries and their electromagnetic counterparts
未来的引力波（GW）观测致密双星及其可能的电磁对应物可能被用来探测额外维度的性质。人们普遍认为，引力子和光子是唯一两个完全被证实可以在我们的四维时空中沿着零测地线传播的物体。然而，如果存在额外的维度，只有GWs可以在体中自由传播，GWs和电磁波（EMWs）的因果传播一般是不同的。在本文中，我们研究了存在宇宙曲率的五维反德西特时空中引力波和电磁波的零测地线。我们证明了在一般情况下，在相同的时间内，GW的视界半径大于EMW。以先进激光干涉引力波天文台观测到的GW 150914事件和费米伽马射线暴监测器观测到的X射线事件为例，研究了de Sitter和Einstein-de Sitter宇宙模型中曲率$k$和常曲率半径$l$对GW和EMW视界半径的影响.这为通过未来GW对致密双星及其电磁对应物的观测来探测额外维度提供了一种替代方法。
2017-02-10 gr-qc
Sensing and vetoing loud transient noises for the gravitational-wave detection
自2015年9月14日首次探测到引力波（GW）GW150914以来，多信使天文学增加了一种新的方式来观察宇宙以及电磁波（EM）和中微子。经过两年的观测，GW和来自双星中子星的EM对应物GW 170817和GRB 170817 A被观测到。GWs的发现为天文学和天体物理学的研究打开了一扇新的窗口，将成为了解宇宙的重要信使。本文简要回顾了引力波及其天体物理来源，介绍了激光干涉仪作为引力波探测器的基本原理及其噪声来源，以了解激光干涉仪是如何探测引力波的。最后，我们总结了目前在引力波观测站使用的搜索算法和用于抑制噪声和监测数据质量的探测器表征算法，以提高天体物理搜索的范围。
2018-10-11 astro-ph.IM gr-qc
Low frequency electromagnetic radiation coming from gravitational waves generated by neutron stars
我们研究了观测真空中由引力波产生的甚低频电磁辐射的可能性。我们审查的计算导致真空转换的可能性引力波到电磁波，并显示这个过程如何规避众所周知的禁止粒子生产的引力波。利用Newman-Penrose标量，我们估计了由中子星振荡产生的引力波的电磁对应辐射的光度。对电磁对应辐射的探测将为未来的航天器任务，特别是月球轨道探测器提供一种观测引力辐射的间接方法。
2017-12-29 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Possible role of magnetic reconnection in the electromagnetic counterpart of binary black hole merger
我们提出了一个定性的方案来解释的引力波事件GW 150914的直接测量的激光干涉仪引力波天文台（LIGO）-处女座合作和硬$X$ -射线瞬变检测费米-伽马射线暴监视器（GBM）$0.4$秒后的争论之间的关联。在一个双星系统中，两个引力坍缩的物体带有不为零的电荷，在合并过程中发生的两个磁层的补偿，通过磁重联，产生了一个高度准直的相对论流出，变得光学薄，并在GBM视场中闪耀。我们建议，这一过程应被视为一个共同的在未来的联合引力/电磁探测，在中子星-中子星合并事件的情况下，可能会导致可检测的$X$ -或$γ$ -射线的前兆，或瞬态与，引力爆发。
2018-04-10 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Post-Merger Jets from Supermassive Black Hole Coalescences as Electromagnetic Counterparts of Gravitational Wave Emission
作为一个强大的引力波源，超大质量黑洞（SMBH）合并可能伴随着一个相对论性喷流，导致可检测到的电磁（EM）辐射。我们模拟了合并后的喷流在合并前由盘风形成的环核环境中的传播，并计算了前激波区的多波长电磁谱。我们表明，非热EM信号SMBH合并是可检测的未来GW设施，如激光干涉仪空间天线（LISA）的检测范围。基于我们的模型的计算预测缓慢衰落的瞬变与时间延迟从几天到几个月后合并，导致GW检测后的EM后续观测的影响。
2021-03-13 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
ESO Expanding Horizons White Paper: Electromagnetic counterparts of massive BH mergers with LISA
LISA将通过探测大规模黑洞合并的电磁对应体，推动引力波天文学的新发展。
2025-12-23 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
A light in the dark: searching for electromagnetic counterparts to black hole-black hole mergers in LIGO/Virgo O3 with the Zwicky Transient Facility
活动星系核的吸积盘是引力波观测到的致密天体合并的有利场所。活动星系核内的合并嵌入在重子丰富的高密度环境中，是唯一必须发生电磁（EM）对应物（无论是否可检测）的GW通道。考虑到活动星系核与不寻常的耀斑活动观察到的Zwicky瞬态设施（ZTF），我们描述了一个搜索候选EM对应的二元黑洞（BBH）合并检测LIGO/室女座在O3。在去除可能的误报后，我们发现9个候选对应BBH合并合并O3（7在O3 a，两个O3 b）与$p$值为0.019。基于ZTF的天空覆盖，活动星系核的几何形状和合并的几何形状，我们预计$\approx 3(N_{\rm BBH}/83)(f_{\rm AGN}/0.5)$潜在的可检测的EM对应物从O3，其中$N_{\rm BBH}$是观察到的BBH合并的总数和$f_{\rm AGN}$是起源于活动星系核的分数。为了减少我们的假阳性率，需要进一步模拟活动星系核盘中的爆发和耀斑现象。其中两个事件也与总质量为$> 100M_\odot$的合并有关，如果在活动星系核通道中发生分层（大质量）合并，这是O3的预期速率。在未来的GW观测运行中，候选EM对应物可以更好地受到南部天空覆盖范围以及LIGO/Virgo警报卷中异常AGN耀斑事件的光谱监测的约束。未来一套可靠的活动星系核电磁对应的BBH合并将产生一个独立的手段来测量宇宙膨胀（$H_0$）作为红移的函数。
2022-09-26 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic Counterparts to Black Hole Mergers Detected by LIGO
恒星质量黑洞（BH）的合并，如LIGO观测到的GW 150914，预计不会有电磁对应物。然而，费米GBM探测器在引力波（GW）信号GW 150914后0.4秒识别出伽马射线瞬变，并具有一致的天空定位。我表明，这两个信号可能是相关的，如果由LIGO检测到的BH二进制起源于两个块在一个哑铃形配置，形成时，一个快速旋转的大质量恒星的核心崩溃。在这种情况下，BH双星合并之后是一个伽马射线暴（GRB），它来自于残留BH周围的吸积流。未来对伽玛射线暴余辉的探测可以用来确定源的红移和精确定位。一群具有GRB红移的标准GW塞壬将为精确测量宇宙学距离作为红移的函数提供一种新的方法。
2016-02-22 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Massive black hole binaries in LISA: multimessenger prospects and electromagnetic counterparts
在未来的十年中，激光干涉仪空间天线（LISA）将探测$[10^4, 10^8] \, \rm M_{\odot}$到$z\sim10$范围内的大质量黑洞双星（MBHB）的合并。它们的引力波（GW）信号预计将伴随着电磁对应物（EMcp），由双星或残留BH上的气体吸积产生。在这项工作中，我们提出的EMCps的数量和特性（如红移和质量分布，视星等或流量）的联合检测LISA和一些代表性的EM望远镜。我们结合国家的最先进的天体物理模型的星系的形成和演化，建立MBHB目录，贝叶斯工具来估计从GW信号的二元天空位置的不确定性。利用天体物理模型中的额外信息，例如吸积气体的量和BH自旋，我们评估了软X射线、光学和无线电波段中预期的EM发射。总的来说，我们预测7和21 EMCps之间的4年的联合观测LISA和所考虑的EM设施，这取决于天体物理模型。我们还探讨了氢和尘埃遮蔽的光学和X射线发射的影响，以及无线电发射的准直：这些影响减少到EMCps的数量为2或3，这取决于天体物理模型，再次在4年的观测。大多数EMCps的特征是微弱的EM发射，这对未来望远镜的观测能力提出了挑战。最后，我们还发现，多模态天空位置后验分布的系统只代表少数情况下，并没有显着影响的EMCPS的数量。
2022-11-22 astro-ph.HE gr-qc
Short Gamma Ray Bursts as possible electromagnetic counterpart of coalescing binary systems
由两个坍缩物体组成的合并双星系统是最有希望的高频引力波信号源之一，原则上可以通过地面干涉仪检测到。中子星或黑洞/中子星合并的双星系统也会产生短伽马射线暴，这是伽马射线暴的一个子类。因此，短硬伽马射线暴可能提供一个强有力的方法来推断两个坍缩天体双星的合并率。在大多数短伽马射线暴起源于中子星或黑洞/中子星合并双星的假设下，我们在这里概述了将短伽马射线暴作为合并双星系统的电磁对应物的可能性。
2010-04-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Are fast radio bursts the most likely electromagnetic counterpart of neutron star mergers resulting in prompt collapse?
吸合中子星是引力波和电磁波的重要来源。如果BNS的总质量大于一个阈值，黑洞在合并后会迅速膨胀。通过统计研究结合最近的LIGO/室女座约束核状态方程，我们估计，高达$\sim 25\%$的BNS合并可能会导致迅速崩溃。此外，我们发现，大多数模型的BNS质量函数，我们在这里研究预测，大多数的BNS合并的非崩溃有$q\gtrsim 0.8$。质量比为$q \gtrsim 0.8$的BNS坍缩合并可能不会伴随着可检测的千诺瓦或短伽马射线爆发，因为它们释放了可忽略不计的质量，并在残余黑洞上形成了可忽略不计的小吸积盘。我们称这种BNS合并为“孤儿”。然而，最近的研究发现，${10^{41-43}(B_p/10^{12}\rm G)^2 erg\, s^{-1}}$电磁信号可以由合并前几毫秒的磁层相互作用提供动力。此外，储存在孤立的BNS合并残留物的磁层中的能量将在${\mathcal O}(1\ \rm ms)$中辐射出去。通过对初始磁层为偶极的BNS系统的全广义相对论模拟，我们发现黑洞形成后磁层中的能量为$E_B \sim 10^{39-41} (B_p/10^{12}\rm G)^2$ erg。正如先前的研究所发现的，$E_B$在1毫秒内的辐射$\sim 1\%$与合并前磁层光度相匹配。这些磁层信号没有被发射，其持续时间和功率与非重复的快速射电暴（FRB）一致。这些结果结合我们的统计研究表…
2019-08-02 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Waveform systematics for binary neutron star gravitational wave signals: Effects of spin, precession, and the observation of electromagnetic counterparts
提取发射引力波的双星系统的特性依赖于描述致密双星合并最后阶段的模型。在这篇文章中，我们研究潜在的偏见固有的旋转和旋进系统的电流潮汐波形近似。我们进行贝叶斯研究，以估计高自旋双中子星系统的内禀参数。我们的分析表明，一个必须包括四极形变的中子星由于其旋转一旦无量纲自旋以上$χ\sim 0.20$达到，否则提取的内禀参数系统偏置。我们发现，在先进的LIGO和处女座的设计灵敏度，它似乎不太可能为GW170817类似的来源，一个清晰的印记，将是可见的，在分析的信号，采用当前的波形模型。然而，对于自旋大于$χ>0.2$的不等质量构型，可能检测到进动效应。我们通过调查结合引力波和电磁探测的可能好处来完成我们的研究。电磁对应物的存在有助于降低参数空间的维数，并限制天空位置、源距离和倾斜度。然而，我们注意到，虽然在这些情况下，潮汐变形参数的估计有一个小的改善，内在参数的变化总体上是非常小的。
2019-05-08 gr-qc
Identifying Elusive Electromagnetic Counterparts to Gravitational Wave Mergers: an end-to-end simulation
结合引力波（GW）和电磁（EM）观测紧凑的双星合并应使天体物理过程的详细研究在强场重力制度。GW干涉仪网络在天空中的角分辨率很差，预计它们的EM特征也很微弱。因此，一个具有挑战性的目标将是毫不含糊地确定GW合并的新兴市场对手。我们进行了第一次全面的端到端模拟，重点是：i）GW天空定位，距离测量和体积误差，两个紧凑的二进制人口和四个不同的GW网络，ii）随后的可探测性由一系列多波长望远镜，iii）在可能的天体物理假阳性海洋中合并对应的最终识别。首先，我们发现双中子星（NS）双星合并可以分别被三个（或五个）探测器GW网络探测到最大距离为400 Mpc（或750 Mpc）。NS -黑洞（BH）合并可以检测到1.5的因素进一步。NS-BH合并的天空定位不确定性为50- 170平方米。°的(or 6- 65平方米（摄氏度）分别用于三个（或五个检测器）GW网络。其次，我们量化的光学对应物，可检测到不同大小的望远镜的相对分数。第三，我们提出了五个案例研究，以说明在低和高银河纬度的EM对应的安全识别的挑战的多样性。这是第一次，我们展示了如何结合本地宇宙星系目录构建低延迟GW卷可以帮助解决误报问题。
2012-12-20 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Electromagnetic counterparts of high-frequency gravitational waves in a rotating laboratory frame system and their detection
本文研究了旋转实验室坐标系中高频引力波电磁共振响应产生的微扰光子流，发现利用系统旋转可分离其六种极化态，并指出探测特定模型预测的高频引力波具有良好前景。
2023-10-24 gr-qc
First Low-Latency LIGO+Virgo Search for Binary Inspirals and their Electromagnetic Counterparts
目标。探测并合中子星双星系统的引力波是地基引力波探测器的重要科学目标。除了以跨越LIGO和Virgo探测器最敏感波段的频率发射引力波之外，这些源也是最有可能产生引力波发射的电磁对应物之一。引力波和电磁信号的联合探测将为天文学提供一个强大的新探测器。方法.在2010年9月19日至10月20日期间，对LIGO和Virgo数据中的双螺旋引力波进行了首次低延迟搜索。由此产生的触发器被发送到电磁观测站进行跟踪。我们描述了低延迟引力波触发的产生和处理。电磁图像分析的结果将在别处描述。结果在科学实验的过程中，有三个引力波触发器通过了所有的低延迟选择切割。其中，我们的几个观察伙伴对其中一个进行了跟踪。对引力波数据的分析得出的估计误报率为每6.4天一次，远远低于仅基于引力波数据进行探测的要求。
2012-01-13 astro-ph.CO gr-qc
Electromagnetic extraction of energy from black hole-neutron star binaries
黑洞-中子星双星的合并有望成为下一代探测器Advanced LIGO和Advanced Virgo的主要引力波源。理想情况下，这些和其他引力波源将有一个不同的电磁对应物，因为通过两个单独的通道可以获得更多的信息。此外，由于这些探测器将探测具有不可忽略的红移的距离，因此对引力波信号的电磁对应物的同步观测将有助于对暗能量的新测量[1]。对于质量不比中子星大多少的黑洞，黑洞对中子星的潮汐破裂和随后的吸积提供了产生电磁对应物的一种途径[2]。然而，在这项工作中，我们证明，对于所有的黑洞，中子星双星观测先进的LIGO/处女座，黑洞与磁场的中子星的相互作用将驱动坡印亭通量。当中子星磁层中的电子-正电子等离子体加速时，这种坡印亭通量产生同步辐射/曲率辐射，当等离子体聚焦到中子星磁极上时，产生热辐射，在中子星表面上产生“热点”。这种新效应将产生丰富的亮度，与超新星和活动星系核相当，因此高级LIGO/Virgo用引力波探测到的黑洞-中子星合并也可能被电磁探测到。
2011-01-10 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Pre-Merger Localization of Gravitational-Wave Standard Sirens With LISA: Triggered Search for an Electromagnetic Counterpart
LISA观测到的超大质量黑洞双星合并的电磁（EM）对应物可以在合并前约10度^2小时到数周内被定位在天文仪器的视场内。任何即时EM对应物与引力定时合并的时间重合可能提供了识别唯一宿主星系的最佳机会。我们讨论了搜索即时EM同行所带来的挑战，并提出了新的观察策略来解决这些问题。特别是，我们讨论的大小和形状演变的LISA定位误差椭圆的天空，并量化的要求，专门的EM调查的区域合并之前。一个被触发的EM对应搜索活动将需要监控一个几平方度的区域。例如，它可以瞄准光学波段中2 - 4 -27等的变化，这相当于z=1-2时10^6-10^7 Msun BH的主要LISA源爱丁顿光度的1-10%，时间尺度为分钟到小时，这是双星在过去2-4周的轨道时间尺度。任何可变EM信号的周期与10-1000个周期内的准周期重力波形的互相关可以帮助检测。或者，EM搜索可以检测伴随聚结的瞬态信号。我们强调的光子和引力子从同一宇宙源的到达时间的差异的测量作为一个有价值的独立测试的质量性质的重力，并可能违反洛伦兹不变性的重力部门。
2007-12-07 astro-ph gr-qc
Triples as Links between Binary Black Hole Mergers, their Electromagnetic Counterparts, and Galactic Black Holes
本文提出含遥远第三体的黑洞双星并合通道，通过引力波反冲后的三体相互作用统一解释电磁对应体、LMXB、Gaia宽距黑洞系统和孤立黑洞。
2025-10-03 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Electromagnetic Luminosity of the Coalescence of Charged Black Hole Binaries
费米GBM小组对一个可能的电磁对应物的观测，与alIGO探测到的黑洞双星合并的观测，产生了许多关于其来源的想法。此外，对快速射电暴（FRB）的观测同样产生了一系列新的模型，这些模型可能赋予黑洞双星电磁特征。在这种情况下，即使是不太可能的想法，天体物理黑洞可能有显着的电荷是值得探索的，在这里，我们提出的结果，从模拟弱电荷黑洞，因为他们的轨道和合并。我们的模拟表明，一个质量与GW 150914中观测到的质量相当的黑洞双星可以产生费米GBM（$10^{49}$ ergs/s）所观察到的电磁光度水平，假设辐射效率良好，无量纲电荷为$q \equiv Q/M = 10^{-4}$。然而，即使是这样的电荷也很难想象避免中和足够长的时间来产生它的电磁对应物，因此这个值可能只是作为一个上限。另一方面，我们可以等效地认为黑洞获得了一个磁负电荷，这个磁负电荷很容易保持，并且会产生与电荷相同的电磁特征。观测到这样的双星将具有重要的宇宙学意义，其中最重要的是解释电荷本身的量子化。我们还研究了这样一个磁荷二进制的无力制度，并发现它更辐射，进一步降低了要求，以产生对应的。
2016-09-11 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Phenomenological model for the electromagnetic response of a black hole binary immersed in magnetic field
电磁对应的引力波事件通常涉及中子星在紧凑的双合并。另一方面，学界普遍认为，在双黑洞合并过程中几乎不会产生电磁辐射。尽管如此，一些作者已经考虑了在GW 150914之后的EM对应信号的可能性，从而打开了研究恒星质量黑洞（BH）合并的电磁发射的机会。对于处于强磁场或带有电荷的黑洞，电磁发射将伴随着引力波出现。本文基于膜范式，考虑一个唯象模型来研究被均匀磁场包围的双黑洞产生的电磁辐射。得到了不同自旋黑洞的远距离观测电磁波波形。通过解析傅里叶变换，得到了电磁波的啁啾特性，发现其幂律为5/6，与引力波的符号相反。这种电磁波的频率与引力波相同。
2021-11-08 gr-qc
Electromagnetic counterparts of supermassive black hole binaries resolved by pulsar timing arrays
脉冲星计时阵列（PTA）有望探测到来自单个低红移（z<1.5）致密超大质量（M>10^9 Msun）黑洞（SMBH）双星的引力波（GW），它们的轨道周期约为100 - 100 μ m。0.1确定这些源的电磁（EM）对应物将提供对GWs的推定直接检测的确认，提供研究紧凑SMBH双星环境的难得机会，并且可以使这些源作为宇宙学的标准警报器使用。在这里，我们考虑这样的EM识别的可行性。我们表明，因为主机星系的解决PTA源预计是非常巨大的和罕见的，它应该是可能的，以找到独特的主机解决源红移z=0.2。在更高的红移，PTA误差盒更大，可能包含多达100个双星系闯入者。然而，候选人的数量仍然是易于处理的后续搜索在即将到来的广泛领域EM调查。我们开发了一个玩具模型来描述动力学和热辐射的几何薄，气体盘吸积到PTA源SMBH二进制。我们的模型预测，在光学和红外频率，源应该出现类似于一个典型的发光的活动星系核（AGN）。然而，由于双星的潮汐力矩疏散了吸积流，与由具有相同总质量的单个SMBH提供动力的活动星系核相比，该源可能具有异常低的软X射线光度和弱的紫外线和宽的光学发射线。对于z=1附近的光源，静止帧UV的衰减应该可以观察到非常红色的光学颜色。这些特性将使PTA源在光学发光活动星系核中脱颖而出，并可以使它们得到独特的识别。
2011-11-18 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Probing modified gravity theories and cosmology using gravitational-waves and associated electromagnetic counterparts
LIGO-Virgo合作对引力波的直接探测为测量哈勃常数$H_0$等宇宙学参数以及大尺度探测广义相对论打开了一扇新的窗口。本文提出了一种新的唯象方法及其推理实现，用于测量宇宙学尺度上广义相对论（GR）的偏差，同时测定$H_0$。我们认为引力波（GWs）在一个膨胀的均匀和各向同性的背景下传播，但与一个修改的摩擦项和色散关系相对的GR。我们发现，一个单一的双中子星GW检测将很难约束GW摩擦项。然而，包括GW相位和GW-GRB检测延迟的联合分析可以改善对某些GW色散关系的约束，只要延迟以毫秒级精度测量。对于大质量引力场，结合100颗中子星的观测和电磁观测以及宿主星系的识别，我们可以将哈勃常数、GW阻尼项和GW色散关系分别限制在2%、15%和2%的精度。我们强调，这三个参数应该一起测量，以避免偏差。最后，我们将该方法应用于GW 170817，并证明了对于我们考虑的所有GW色散关系，包括质量引力，GW必须在伽马射线暴（GRB）前1.74 s发射$\sim$。此外，在GW合并的峰值频率，我们表明，GW群速度和$c$之间的分数差是$\lesssim 10^{-17}$。
2020-08-12 gr-qc
Gravity's light in the shadow of the Moon
在这篇文章中，我们看看真空生产的可能性非常低频电磁辐射的引力波背景（即重力的光）。我们还建议，这种对应的电磁辐射应该是可探测的月球轨道卫星，这是周期性地被月球掩盖（即在月球的阴影）。为了具体起见，我们考虑探测到引力波和假设的电磁辐射对应的超新星核心坍塌的参宿四的可能性。
2018-05-16 gr-qc
Finding the Electromagnetic Counterparts of Cosmological Standard Sirens
利用LISA可以探测到质量在10^4-10^7 M_sun范围内的超大质量黑洞在合并过程中发射的引力波。我们计算的三维误差椭圆的大小和方向的立体角和红移内的LISA事件可以单独使用GW签名本地化。我们考虑到不确定性LISA的测量的光度距离和方向的来源，在背景宇宙学，在弱引力透镜放大由于沿视线的不均匀性，和潜在的源特有的速度。我们发现，弱透镜误差超过了近一个数量级的其他来源的不确定性。在合理的假设下，BH合并伴随着气体吸积导致爱丁顿有限的类星体活动，然后我们计算类星体的数量，将被发现在一个典型的LISA误差体积，作为BH质量和红移的函数。我们发现，低的红移提供了最好的机会，以确定类星体对应的宇宙学标准警笛，和LISA误差体积通常包含一个单一的近爱丁顿类星体在z=1。这将允许一个简单的测试的假设，BH合并伴随着明亮的类星体活动，如果假设被证明是正确的，将保证识别一个独特的类星体对应物。这将对SMBH吸积的物理学产生前所未有的测试，并提供一种精确约束宇宙学参数的替代方法。
2005-09-22 astro-ph gr-qc
Mitigating the counterpart selection effect for standard sirens
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本文针对标准汽笛法中电磁对应体选择效应导致的哈勃常数测量偏差问题，提出新形式体系，可将系统不确定度降至统计不确定度以下，为解决哈勃常数张力提供新途径。
2026-07-30 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
