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
General Relativistic Simulations of Magnetized Plasmas around Merging Supermassive Black Holes
合并中的超大质量黑洞双星是由星系合并产生的，是空间引力观测站可以获得的最强大的引力波源。一些这样的合并可能发生在物质和磁场存在的情况下，因此产生电磁对应物。在这封信中，我们提出了第一个广义相对论模拟合并超大质量黑洞周围的磁化等离子体使用广义相对论磁流体动力学代码威士忌。通过考虑不同的磁场强度，从非磁为主的磁为主的制度，我们探讨了磁场如何影响等离子体的动力学和可能的电磁信号的发射。特别是，我们观察到，在双星系统的吸积作用下，磁场的总放大率约为2个数量级，这导致了更强的电磁信号，比在无力状态下进行的类似计算大10^4倍以上，在无力状态下，这种放大是不可能的。
2012-05-15 astro-ph.HE gr-qc
Modeling Flows Around Merging Black Hole Binaries
合并中的大质量黑洞双星是由星系合并产生的。黑洞合并的最后阶段会产生强大的引力辐射，可以被太空中的LISA探测到。在气体和磁场存在的情况下发生黑洞合并的情况下，也可能产生各种类型的电磁信号。模拟这种最终合并的电磁对应物需要演化黑洞周围强场区域的气体和场的行为。我们已经朝着解决这个问题迈出了一步，通过映射动态的，三维广义相对论时空中的无压物质流，围绕合并的黑洞。我们发现单个黑洞和二元黑洞的结果之间，以及二元黑洞中非旋转和旋转的黑洞之间，碰撞和流出速度存在质的差异，包括当物质的净角动量较低时合并的特征。如果未来的磁流体动力学结果证实了这些差异，它可能允许评估的性质的双星，以及产生一个可识别的电磁对应伴随的引力波信号。
2009-07-31 astro-ph.HE gr-qc
Alfven-winged pulsar
Purdue University（普渡大学）
通过3D粒子-网格模拟，研究了中子星穿过合并伴星磁层时产生的耗散电流，揭示了其可能产生类似脉冲星的射电和高能辐射。
2026-04-26 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Accretion-modified Stars in Accretion Disks of Active Galactic Nuclei: Gravitational Wave Bursts and Electromagnetic Counterparts from Merging Stellar Black Hole Binaries
最近LIGO/Virgo对双星黑洞（BBH）合并产生的引力波（GW）的探测，特别是对可能与类星体有关的GW 190521的探测，重新激发了人们对活动星系核（AGN）作为合并BBH工厂的兴趣。在超大质量黑洞（SMBH）吸积盘的稠密气体环境中，由大质量恒星演化而来的致密天体被大质量包层包裹而形成吸积改性星（AMS）。我们发现，大多数AMS形成双星由于相互之间的引力相互作用，在径向迁移的SMBH磁盘，形成BBHS内的AMS。当BBH诞生时，它的轨道最初由SMBH的潮汐力矩控制。Bondi吸积以超爱丁顿速率自然发展，然后控制其轨道的演化。我们发现，邦迪吸积导致有效地删除的轨道角动量的二元，其最终合并产生GW爆发。与此同时，Blandford-Znajek机制泵出合并BH的自旋能量以产生电磁对应物（EMC）。此外，超爱丁顿吸积到BBH发展强大的外流，并触发邦迪爆炸，这表现为一个EMC的GW爆发，这取决于吸积流的粘度。Bondi球的热辐射是电磁兼容的一种。BBH以LIGO可访问的频率$\sim 10^{2}\,$ Hz辐射GW。
2021-06-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Localizing merging black holes with sub-arcsecond precision using gravitational-wave lensing
现有的引力波定位方法主要依赖于电磁波源。不幸的是，二元黑洞不发光。因此，通常不可能精确地定位这些对象。然而，强透镜引力波，这是预测在这十年中，可以让我们定位双星定位其透镜主机星系。确定正确的宿主星系是具有挑战性的，因为在引力波观测所覆盖的天空区域内有数百到数千个其他透镜星系。然而，我们可以通过引力波和电磁观测来限制透镜星系的物理性质。我们表明，这些同时约束允许本地化四重透镜波的一个或最多几个星系的LIGO/室女座/卡格拉网络在典型的情况下。一旦我们确定了宿主，我们就可以将双星定位在宿主星系内的两个亚角秒区域。此外，我们演示了如何使用该系统来测量哈勃常数作为一个证明的原则应用。
2020-08-18 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Multimessenger study of merging massive black holes in the OBELISK simulation: gravitational waves, electromagnetic counterparts, and their link to galaxy and black hole populations
本文基于OBELISK宇宙学模拟评估高红移大质量黑洞并合的LISA引力波与多波段电磁可探测性，并揭示可观测事件偏向高吸积、高质量黑洞。
2023-10-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
Schwarzschild black holes as unipolar inductors: expected electromagnetic power of a merger
史瓦西黑洞在真空中以速度$v_0 = β_0 c$通过恒定磁场$B_0$的运动会感应出沿磁场方向的电场分量，产生非零的第二庞加莱电磁不变量$ ^* F \cdot F \neq 0$。这将产生（例如，通过辐射效应和真空击穿）的数量级为$ρ_{\rm ind}= B_0 β_0 /(2 πe R_G)$的电荷密度，其中$R_G = 2 G M/c^2$是史瓦西半径，$M$是黑洞的质量;电荷密度$ρ_{\rm ind}$类似于Goldreich-Julian密度。移动黑洞的磁层在许多方面类似于旋转动力的黑洞的磁层，具有成对形成的前沿和外部间隙，在那里感应电荷的符号发生变化。因此，黑洞将产生双极电磁喷流，每一个喷流都由两个反向排列的电流组成（总共四个电流），每个电流都携带$I \approx e B_0 R_G β_0$数量级的电流。喷流的电磁功率是$L \approx (G M)^2 B_0^2 β_0^2/c^3$ ;对于合并黑洞的特定情况，所产生的坡印廷功率是$ L \approx {(G M)^3 B_0^2 /(c^5 R)}$，其中$R$是轨道半径。此外，在视界附近的有限区域，第一电磁不变量改变符号，使得感应电场变得大于磁场$E>B$。合并黑洞系统的总能量损失是具有相似功率的两个分量的总和，一个是由于轨道内时空的旋转，由系统中的非零角动量驱动，另一个是由于黑洞通过磁场的线性运…
2011-01-24 astro-ph.HE gr-qc
Accretion, Jets, and Recoil in a Merging Supermassive Black Hole Binary: A Prompt Electromagnetic Postmerger Counterpart for LISA
Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院）
该研究通过三维广义相对论磁流体模拟，发现并合超大质量双黑洞的反冲遗骸能产生持续数小时的瞬态电磁辐射，为LISA探测提供并合后对应体。
2026-09-10 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Magnetosphere Evolution and Precursor-Driven Electromagnetic Signals in Merging Binary Neutron Stars
本文通过无力场模拟研究并合双中子星的磁层演化与坡印廷通量，首次计算表面电磁转矩及高能前兆信号，并指出MeV观测窗口和射电、余辉回声可能性。
2025-09-26 astro-ph.HE
Possible role of magnetic reconnection in the electromagnetic counterpart of binary black hole merger
我们提出了一个定性的方案来解释的引力波事件GW 150914的直接测量的激光干涉仪引力波天文台（LIGO）-处女座合作和硬$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
On the possible electromagnetic manifestations of merging black holes
我们考虑两个恒星质量的黑洞被一个吸积盘包围并合的情形。由于引力波的发射，中心物体的质量减少，吸积盘受到扰动。计算表明，这种扰动的主要后果是形成从圆盘中心传播到其外围的冲击波。在假设闪光在光度恢复到初始值时终止的情况下，计算了光变曲线并估计了闪光持续时间。结果表明，如果合并双星的总质量为55 M sol（如事件GW 170814），由激波产生的闪光将使盘的热光度增加4- 6个数量级，最高可达10^{45} erg/s（绝对星等-23.8 ^m）。考虑到距源的距离（540 Mpc）和对吸积盘参数的合理假设，在光谱通量密度最大值时，闪光的视星等应为12.8 ~ 14.2 μ m，闪光持续时间为几分钟。冲击辐射通量的主要部分是在X射线和伽马射线范围内发射的。在XMM-牛顿天文台的EPIC仪器或Spectrum-RG天文台的eROSITA望远镜的光谱波段（0.3- 10 keV），光度将增加3- 4个数量级，达到10^{44} erg/s，对应的视星等约为17 ^m。在INTEGRAL天文台IBIS仪器的观测波段（20 keV - 10 MeV），亮度最大，为10^{44} - 10^{45} erg/s，相当于在波长约为100 keV时每平方厘米10^{-4}光子/s/keV的表观通量。从远紫外线到更长的波长，增亮几乎不存在。
2018-10-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Kinetic Simulations of the Filamentation Instability in Pair Plasmas
本研究通过全动力学PIC模拟揭示非磁化成对等离子体中丝状不稳定性形成密度丝及波导式传播的机制，并估算并合时间尺度及其对FRB观测的影响。
2023-04-07 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Electromagnetic emission from blitzars and its impact on non-repeating fast radio bursts
有人认为，非重复的快速射电暴（FRB）代表了磁化中子星坍缩成黑洞的最终信号。在这个模型中，一颗由快速旋转支撑的超大质量中子星，在诞生后几千到几百万年，由于自旋下降，将坍缩成一个黑洞。坍缩猛烈地折断了锚定在恒星表面的磁场线，从而产生了电磁脉冲，该脉冲将向外传播并加速电子，从而产生大规模的无线电爆发，即“闪电”。我们提出了一个系统的研究旋转和磁化中子星的引力坍缩，特别注意到远场演化后的崩溃。通过考虑一系列中子星的旋转范围从零到毫秒的周期和不同的磁场强度，我们表明，闪电发射是非常强大的，总是由一系列亚毫秒脉冲的振幅呈指数衰减的特点。利用恒星磁场和半径的一个简单表达式，很好地再现了磁层破坏时释放的光度和能量。最后，我们评估的发生对生产过程中的闪电战的情况下，得出的结论是典型的磁场强度的$10^{12}\,{\rm G}$和几赫兹的自旋频率，对生产被抑制。总的来说，模拟结果与通常观察到的FRB的光度之间的非常好的匹配使得闪电模型作为非重复FRB现象的简单而合理的解释具有可信度。
2018-09-07 astro-ph.HE gr-qc
Transients stemming from collapsing massive stars: The missing pieces to advance joint observations of photons and high-energy neutrinos
本文综述大质量恒星坍缩暂现源在电磁波段与中微子的能量释放，指出中微子辐射与射电和X射线强相关，主张加强射电和X射线巡天以优化多信使联合观测。
2023-09-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Electromagnetic radiation from axion condensates in a time dependent magnetic field
随时间变化的磁场可以来源于旋转的中子星、轨道双星和合并的中子星。本文研究了交变磁场背景下轴子凝聚体的电磁辐射。我们发现，当交变磁场的频率与轴子质量尺度相当时，辐射会出现共振峰。更有趣的是，在交变磁场本身的频率随时间而变化的情况下，如由于轨道频率的稳定增加而导致的二元合并的情况下，辐射的共振峰可能会发生在由随时间变化的磁场频率扫描的轴子质量尺度的范围内。
2021-11-16 astro-ph.HE hep-ph
Multi-Messenger Constraints on Magnetic Fields in Merging Black Hole-Neutron Star Binaries
LIGO-Virgo-KAGRA合作组最近探测到来自黑洞-中子星（BHNS）双星系统GW 200105和GW 200115合并的引力波（GW）。未检测到符合的电磁（EM）对应物。虽然在这两个系统的质量比和BH自旋不足以潮汐中断的BH事件视界外的NS，其他的，电磁辐射的磁层机制存在于这个制度，并敏感地依赖于NS的磁场强度。结合GW的测量与EM通量上限，我们把上限的NS表面磁场强度以上的磁层发射模型会产生一个可观察到的EM对应。我们考虑由黑洞电池机制供电的火球模型，其中能量以伽马射线的形式输出超过$\lesssim1$ ~秒。Fermi-GBM或INTEGRAL SPI-ACS未检测到的一致性将NS表面磁场限制为$\lesssim10^{15}$ ~G。因此，联合GW检测和EM上限排除了理论上的可能性，即GW 200105和GW 200115中的NS以及GW 190814中的假定NS保留$\gtrsim10^{15}$ ~G偶极磁场直到合并。他们还排除了强磁化磁星快速与BH合并的形成场景。我们也可以排除BH电池供电的火球机制在这些系统中的操作。这是BHNS系统中NS磁场的第一个多信使约束，也是NS演化中探测场的一种新方法。这表明了约束力，BHNS合并的多信使分析BHNS形成的情况下，在NS的磁场演化，和BHNS磁层相互作用的物理。
2021-12-03 astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic Counterparts of Gravitational Wave Sources : Mergers of Compact Objects
合并的紧凑型物体被认为是主要的引力波（GW）的来源，并将很快成为目标的GW天文台，如先进的LIGO，处女座等找到这些GW源的电磁对应物将是重要的，以了解他们的性质。我们讨论合并可能的电磁信号。我们表明，BH-BH合并可能有超过爱丁顿光度从团结到几个数量级的亮度取决于合并BH的质量。因此，这些合并可能是爆炸性的，释放高达$10^{51}$尔格的能量，并作为无线电瞬变发光。在任何给定的时间，我们预计大约有几个这样的瞬变在天空中的GHz频率，可以检测到约300 Mpc。也有人认为，这些无线电瞬变看起来像无线电超新星，具有可比的检测率。然而，多波段的后续行动可以区分合并和超新星。
2016-02-11 astro-ph.HE
Non-thermal X-ray Emission from Merging Massive Black Hole Binaries
University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；Princeton University（普林斯顿大学）
研究探讨非热X射线辐射是否能掩盖或改变双星合并前热X射线信号，发现非热辐射不足以消除热信号，强化其作为电磁对应体的可靠性。
2026-03-16 astro-ph.HE
Disappearing thermal X-ray emission as a tell-tale signature of merging massive black hole binaries
本研究通过高分辨率二维模拟发现，大质量黑洞双体并合前1-2天热X射线辐射会因双星与环双星盘解耦而骤降，并合后数天保持X射线暗弱，该特征可作为LISA引力波并合事件的标志性电磁对应体信号。
2023-10-06 astro-ph.HE
Electromagnetic Transients Powered by Nuclear Decay in the Tidal Tails of Coalescing Compact Binaries
研究了在紧凑物体合并过程中形成的长潮汐尾可能通过新合成的r-过程材料的衰变为光学瞬变提供动力的可能性。合并动力学的精确建模使得能够现实地确定喷射碎片的热力学条件。流体动力学和全核网络计算的结果相结合，计算所得的r-过程的丰度和加热的材料由它们的衰变。随后的同源结构被映射到一个辐射转移代码合成紧急模型光变曲线，并确定它们的属性（可变性和颜色演变）如何取决于合并二进制的质量比和方向。从喷出的碎片中发出的辐射，虽然没有典型的超新星那么壮观，但在瞬态调查中应该可以观察到，我们估计了相关的检测率。如果这种电磁瞬变现象与某些短伽马射线暴同时被探测到（或没有被探测到），那么，致密天体合并作为短伽玛射线暴的前身的情况（或相反）就可以得到检验，尽管它们可能被轴上的余辉所掩盖。
2011-04-28 astro-ph.HE
Revealing Double White Dwarf Mergers with Multi-messenger Signals
大量的双白矮星（DWD）被认为在哈勃时间内合并，这是由于它们在吸气阶段发射的引力波（GW）。DWD系统的结果要么是Ia型超新星的双简并模型，要么是一个巨大的，持久的合并遗迹。这些事件的预期多信使信号将有助于我们区分详细的合并物理过程。在这项工作中，我们的目标是提供一个通用的DWD合并的情况下，调查的所有主要信使的排放，重点是GW和中微子。我们的目标是为当前和未来的多信使观测（协作）工作提供一些指导。在DWD系统的合并演化过程中，不同的信使（GW，中微子和电磁波）将在不同的时间占据主导地位。在这项工作中，我们表明，DWD合并事件位于1千秒差距的距离确实可以产生可检测的信号的GW和中微子。在潮汐扰动开始前10天左右，GW频率在0.3- 0.6Hz波段。我们估计，在乐观的情况下，即将到来的探测器，如JUNO和Hyper-Kamiokande检测到的中微子数可以达到O（1）的DWD合并事件在$\sim$ 1 kpc。
2022-10-13 astro-ph.HE
On Poynting-Flux-Driven Bubbles and Shocks Around Merging Neutron Star Binaries
相对论性致密天体（中子星和黑洞）的并合双星被认为是短伽马射线暴的起源和引力波的源，因此对它们的研究在天体物理学中具有重要意义。由于一个或两个双星成员的强磁场和高轨道频率，这些双星是坡印廷通量形式的强能量源（例如，磁场主导的外流，相对论轻子风，电磁波和等离子体波）。双星系统稳定的能量注入形成了一个充满物质的气泡（或空腔），它推动周围的等离子体，并可以在其中驱动冲击波。与点爆炸的Sedov-von Neumann-Taylor爆炸波解不同，这里的冲击波是由气泡内部不断增加的压力驱动的。我们从第一性原理计算的动力学和演化的泡沫和周围的冲击，并预测，这样的系统可以观察到的无线电源合并前后几个小时。在更晚的时间，冲击波预计会落在Sedov-von Neumann-Taylor解上，因此类似于爆炸。
2012-12-17 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Mass Ratios of Merging Double Neutron Stars as Implied by the Milky Way Population
在银河系中已知的七颗具有精确测量质量的双中子星（DNS）中，除了一颗外，所有的质量比$q$都接近1。最近，在DNS J1913 $+$ 1102中的三个后开普勒参数的精确测量将该系统约束为具有0.78 $\pm$ 0.03的显著非单位质量比。人们可能会得出这样的结论，即引力波观测站检测到的DNS合并中，大约有七分之一（14%）的质量比与1明显不同。然而，J1913 $+$ 1102的合并时间相对较长，为4.7亿年。我们发现，当合并时间和观测偏差考虑在内，银河系DNS的人口意味着所有合并DNS的$\simeq98\%$将有$q>$ 0.9。然后，我们应用两个单独的拟合公式通知DNS合并的三维流体动力学模拟我们的结果银河系DNS质量，发现无论是$\simeq$ 0.004 ${M_{\odot}}$或$\simeq$ 0.010 ${M_{\odot}}$的材料将在合并时喷出，这取决于使用的公式。这些喷出物的质量都有影响的峰值辐射热光度的电磁对应物（我们发现这是$\sim$ 10 $^{41}$ erg s $^{-1}$），以及$r$的过程中丰富的银河系。
2020-07-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
Determining the Hubble constant from gravitational wave observations of merging compact binaries
最近的观测已经积累了令人信服的证据，一些短伽马射线暴（SGRB）与合并的中子星（NS）双星。这将表明SGRB事件与引力波（GW）信号相关联，该信号对应于致密双星的最后螺旋。此外，NS双星合并产生的元素的放射性衰变可能导致在光学和红外线上可见的瞬态，峰值亮度在小时-天的时间尺度上。同时观测内旋引力波和电磁波段的特征，可以使我们直接独立地确定双星的光度距离和红移。这些标准塞壬（GW模拟标准烛光）有可能提供对低红移哈勃流的精确测量。此外，这些系统是绝对由广义相对论校准的，因此不经历传统标准烛光中发现的相同的天体物理系统学，测量也不依赖于距离阶梯。我们发现，15个可观察到的GW和EM事件应该允许哈勃常数使用包括先进的LIGO和Virgo的探测器网络以5%的精度进行测量。测量30个波束GW-SGRB事件可以将H_0约束到优于1%。当与标准高斯似然分析比较时，我们发现每个事件在H_0中的非高斯后验有助于减少NS个二进制合并系综在H_0中的总体测量误差。
2013-07-10 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Magnetic energy production by turbulence in binary neutron star mergers
同时探测并合中子星双星的电磁波和引力波辐射将大大有助于它们的发现和解释。通过研究中子星合并条件下局部高分辨率模拟中磁场的湍流放大，我们证明了在整个合并过程中存在磁能级（~10^16）G场。我们发现，小尺度的湍流发电机转换成磁场的合并时间尺度上的随机动能的60%。由于湍流磁能通过加速相对论电子的重联事件而消散，因此湍流可以促进轨道动能到辐射的转换。如果10^53尔格的轨道动能中有10^-4通过重联得到处理，并产生15-150 keV波段的辐射，那么200 Mpc时的注量将为10^-7尔格/cm ^2，这就有可能使大多数在先进的LIGO和室女座探测体积中合并的中子星被雨燕BAT探测到。
2013-03-06 astro-ph.HE
A Magnetic Unification of Merging Supermassive Black Hole Binaries
Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学技术研究所）；Department of Astronomy, Columbia University（哥伦比亚大学天文学系）；Department of Physics, Columbia University（哥伦比亚大学物理系）
本研究提出二维伪牛顿框架统一合并超大质量黑洞双星的电磁特征，发现磁场强度主导合并信号，为观测约束磁化提供新途径。
2026-09-23 astro-ph.HE
The color evolution of magnetar-powered kilonova emission in merging neutron star-neutron star systems
本文提出通过千新星辐射颜色演化识别双中子星并合遗迹的方法，区分黑洞、磁星或稳定中子星等不同中心引擎的供能特征。
2025-08-21 astro-ph.HE
Electrodynamics of double neutron star mergers
我们考虑了合并中子星的电磁相互作用和前兆辐射。磁化中子星的轨道运动可能会在合并前几年恢复共同磁层内的电子对生产，引发类似脉冲星的磁层动力学。我们确定了两个基本的场景：（i）只有一颗恒星被磁化（1 M-DNS场景）和（ii）两颗恒星都被磁化（2 M-DNS场景）。感应产生的电场可具有沿总磁场（间隙）的分量和/或电场可超过局部磁场的值。探测的关键是发射的轨道调制。如果只有一颗恒星被磁化（1 M-DNS方案），则发射很可能沿着次级位置处的磁场方向产生;然后，如果磁轴与轨道自旋不对齐，则该方向在轨道周期上被调制。在2 M-DNS的情况下，非旋转中子星的共同磁层结构是复杂的，有间隙，但没有$E>B$区域;在磁矩不对齐的情况下，有很强的轨道变化。对于相同的中子星参数，2 M-DNS方案比1 M-DNS方案具有更高的内在潜力。总功率不是很高，$\leq 10^{45} $ erg s $^{-1}$ ;探测合并中子星电磁前兆的最佳机会是，如果它们的磁层相互作用导致产生类似脉冲星的相干无线电发射，其调制在轨道周期，合并时的光度高达$\sim 1$ Jankys。
2019-12-05 astro-ph.HE
Changing-Look Inspirals: Trends and Switches in AGN Disk Emission as Signposts for Merging Black Hole Binaries
本研究通过模拟和解析模型揭示，AGN中旋近黑洞双星可产生两类长期亮度变化（A型先暗后亮、B型先亮后暗），并合伴随色变，为LISA引力波探测和Mrk 1018光谱变化提供解释。
2024-10-07 astro-ph.HE
Optical Observations of LIGO Source GW 170817 by the Antarctic Survey Telescopes at Dome A, Antarctica
2015年LIGO探测到黑洞合并产生的引力波（GW）标志着观测天文学新时代的开始。从GW源检测电磁信号是详细探索所涉及的物理学的关键下一步。南极巡天望远镜（AST 3）位于南极洲的Dome A，具有独特的位置，可用于快速响应时域天文学，在南半球冬季期间可持续进行夜间观测。本文报道了利用AST 3对邻近星系NGC 4993中的GW源（GW~170817）的光学观测结果。数据显示在GW触发后大约1天的快速衰落瞬变，$i$波段幅度在$\sim 1.8$小时内从$17.23\pm0.13$幅度下降到$17.72\pm0.09$幅度.与GW~170817相关的光学瞬变的亮度和时间演化与合并双中子星模型的预测基本一致。我们从我们的数据推断，合并过程以高达$30\%$光速的速度喷射出大约$\sim 10^{-2}$太阳质量的放射性物质。
2017-10-17 astro-ph.HE
Gravitational glint: Detectable gravitational wave tails from stars and compact objects
激光干涉引力波天文台（LIGO）在引力波和电磁辐射光谱中对合并中子星双星的观测表明，引力波在真空中的传播速度与光速相差不到四分之一。然而，长久以来，人们在数学上一直认为，当电磁波或引力波在弯曲时空中穿过真空时，波会形成传播速度更慢的“尾巴”。相关的信号被认为是不可检测的微弱。在这里，我们证明，引力波有效地散射的曲率来源于普通的紧凑的对象-恒星，白矮星，中子星，和行星-和某些候选人的暗物质，填充的零锥的内部。由此产生的“引力闪烁”应该很快就可以被探测到，并且可以被识别（除了行星），因为它是从非常接近主要来源的方向发出的主要信号的短暂延迟回波。这为使用引力探测和测距（GRADAR）来绘制宇宙地图，对大质量紧凑物体进行全面普查，并最终探索其内部开辟了前景。
2022-01-10 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Kinetic modeling of the electromagnetic precursor from an axisymmetric binary pulsar coalescence
最近探测到的与双中子星合并有关的引力波重新引起了人们对脉冲星磁层相互作用的兴趣。目前的模型预测，在合并之前应该释放大量的磁能，导致电磁前兆发射。在本文中，我们重新审视这个问题的最新进展，动力学模型的脉冲星磁层。我们将我们的工作限制在磁矩和旋转轴对齐的情况下，从而忽略轨道运动。我们进行全球二维轴对称粒子模拟两个脉冲星磁层合并的速度一致的引力波的排放。对称和非对称系统进行了研究。模拟显示，随着两颗恒星的靠近，磁层内的磁耗散显著增强。尽管磁层结构取决于脉冲星自旋和磁轴的相对方向，但所有结构都呈现出几乎相同的辐射特征，表明共同的耗散机制在起作用。两个磁层的相对运动驱动两个磁层之间边界的磁重联，导致有效的粒子加速和高能同步辐射。极冠放电也强烈增强在不对称的配置，导致在蓬勃发展的对生产和潜在的额外的高能量辐射。我们观察到的脉冲星辐射效率增加了两个数量级的最后一个轨道合并前超过一个孤立的脉冲星的自旋功率。预期的信号太弱，即使在附近的宇宙中也无法在高能量下被检测到。然而，如果这些能量的一小部分被引导到无线电波中，它就可以被观察到是一个不重复的快速射电暴。
2018-12-14 astro-ph.HE
Estimating parameters of coalescing compact binaries with a detector network including LIGO Australia
引力波天文学的目标之一是同时探测合并的致密天体双星的引力波信号和这些合并的电磁瞬变。随着下一代先进的地基引力波探测器正在建设中，我们研究的探测器网络的建议扩展，包括在澳大利亚的第四个网站除了汉福德，利文斯顿和Cascina网站的网络的好处。使用贝叶斯参数估计分析的模拟引力波信号从一系列的合并二进制的位置和方向，我们研究参数估计的改进。我们发现，澳大利亚的探测器可以打破退化的几个参数，特别是，本地化的源在天空中的改善了一个因素~4，更温和的改善距离和二进制倾角估计。这种增强的定位天空中源的能力对于任何寻找探测到的引力波信号的电磁对应物都至关重要。
2011-12-29 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Electromagnetic Signatures from Supermassive Binary Black Holes Approaching Merger
我们提出完全相对论性的预测电磁辐射产生的吸积盘周围的旋转和非旋转的超大质量的二进制黑洞合并的边缘。我们使用代码Bothros后处理数据从三维广义相对论磁流体动力学模拟通过射线追踪计算。这些模拟对环联星盘和迷你盘的动力学进行了建模，这些迷你盘围绕两个质量相等的黑洞以20个引力半径的初始间距绕着彼此运行，并使系统在螺旋区域中演化超过10个轨道。我们模型的排放量的总和的热黑体辐射的光学厚吸积盘和幂律谱延伸到硬X射线发射的热光学薄日冕。我们产生的随时间变化的光谱，图像和光变曲线在不同的频率调查固有的周期性信号的排放，以及黑洞自旋的影响。我们发现，由于较小的最内层稳定圆轨道角动量需要更多的耗散之前，物质暴跌到地平线上的黑洞自旋使迷你磁盘更明亮。然而，与具有旋转黑洞的较大分离双星中的迷你盘相比，我们的迷你盘不那么明亮：与那些系统不同，它们的质量吸积率低于环双星盘，并且它们的辐射效率较低，因为它们的流入时间较短。与质量和吸积率匹配的单个黑洞系统相比，这些双星在紫外线下的光谱明显较弱且较软。最后，我们讨论了这些系统的潜在的可观测性，我们的研究结果的影响。
2022-04-15 astro-ph.HE
The Spatially Resolved Properties of the GW170817 Host Galaxy
本文分析了GW170817宿主星系NGC 4993的空间分辨性质，揭示其为无显著合并的早型星系，并通过形态与恒星种群分析推导致密天体合并率，为GW电磁对应体探测及未来CSST研究提供参考。
2023-05-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Electromagnetic Precursors to Binary Neutron Star Mergers: Kinetic Simulations of Magnetospheric Flaring
Princeton University（普林斯顿大学）；University of Maryland（马里兰大学）；Flatiron Institute（平托研究所）
本文通过三维全球动能模拟研究双中子星并合前磁层相互作用，发现周期性喷发产生非热伽马射线和快速射电暴样信号，为未来的引力波探测提供新的电磁先兆预测。
2026-04-23 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
