Galaxy Survey On The Fly: Prospects of Rapid Galaxy Cataloging to Aid the Electromagnetic Follow-up of Gravitational-wave Observations
星系星表是有效搜索具有高度不确定性的河外引力波(GW)信号的电磁对应物的关键。我们表明,人们可以有效地编目星系在短时间内与1-2米级的望远镜,如帕洛玛瞬态工厂(PTF)或MDM,响应于所观察到的GW信号从一个紧凑的二进制合并。我们发现,在相应的时间尺度为$\lesssim 1$周,最大源距为$>200$ Mpc,天区为100度$^2$的情况下,进行快速星系巡天是可行的。使用类似PTF的望远镜,即使一天也足以进行这样的调查。然后,这个目录可以提供给其他望远镜,以帮助电磁跟踪观测,从双星合并中找到千新星,以及其他来源。我们考虑H $α$观测,它跟踪恒星形成率,因此与致密双星合并率相关。H $α$巡天也能够过滤出比GW源最大距离更远的星系。在GW触发之后的快速星系巡天可以在恒星形成率方面实现$\sim90\%$完整性,这是目前无法实现的。这将大大减少所需的努力,并提高目录的即时可用性相比,未来可能的全天调查。
2015-01-26 astro-ph.HE
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
Gravitationally Driven Electromagnetic Perturbations of Neutron Stars and Black Holes
中子星和黑洞的引力扰动是众所周知的引力辐射源。如果紧凑物体浸没在磁场中或被赋予磁场,则重力扰动将耦合到电磁扰动,并可能触发协同电磁特征。本文对中子星和黑洞的引力和电磁耦合扰动动力学进行了详细的解析计算。我们讨论了在这些情况下探测电磁波的前景,以及这些波提供有关其来源的信息的潜力。
2013-03-22 astro-ph.HE gr-qc
Prospects for multi-messenger detection of binary neutron star mergers in the fourth LIGO-Virgo-KAGRA observing run
GW 170817和GRB 170817 A的联合探测开启了引力波多信使天文学的时代,并提供了第一个直接探测,至少有一些双中子星(BNS)合并是短伽马射线暴(S-GRB)的祖先。在接下来的几年里,由于GW探测器的灵敏度不断提高,我们预计将有更多的BNS合并的多信使探测。在这里,我们提出了一个全面的研究的前景,联合GW和电磁观测合并BNS在第四LIGO-处女座-KAGRA观测运行\emph{Fermi},\emph{Swift},INTEGRAL和SVOM。这项工作结合了准确的人口合成模型与模拟的预期GW信号和相关的S-GRB,考虑不同的假设的GRB喷流结构。我们表明,联合GW和电磁检测的预期率可能高达$\sim$ 6年$^{-1}$时,考虑\emph{Fermi} /GBM。未来的联合观测将有助于我们更好地约束BNS合并和S-GRB之间的关联,以及GRB喷流的几何形状。
2022-06-13 astro-ph.HE gr-qc
Prospects for Multimessenger Observations of Thorne-Żytkow Objects
Thorne-playytkow天体(TdoOs)是一类恒星天体,由一个大的弥散包层包围的中子星核组成。它们的外观与红超巨星相同; TtoO独特的电磁特征是一套不寻常的化学丰度模式,包括过量的Li,Rb,Mo和Ca。然而,电磁观测不能明确地确定中子星核的存在。从旋转的中子星核中探测到连续的引力波发射将为TTO的存在提供强有力的支持证据。我们提出了一个模型的引力波探测器确认TOs和证明,这些对象应该是可探测的先进LIGO。我们还调查了联合光学和引力搜索的可能目标,并评论在当前和未来的引力波探测器网络的可探测性的前景。
2021-03-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Prospects of electromagnetic follow-up of neutron star-black hole mergers in the LIGO-India era
Inter University Centre for Astronomy and Astrophysics(大学天体物理中心);Syracuse University(雪城大学)
本研究模拟LIGO-India时代NSBH并合,提出事件特定曝光优化策略,使EM后随观测数翻倍,年探测率最高达4.19,并有助于测量哈勃常数。
2026-09-10 astro-ph.HE gr-qc
Coordinated Observations with Pulsar Timing Arrays and ISS-Lobster
超大质量黑洞双星是宇宙中最强的引力波源。最有可能被脉冲星定时阵列(PTA)观测到的系统将具有特别高的质量($\gtrsim 10^9 M_\odot$),长周期($T_{\rm orb} \gtrsim 1$ yr),并处于本地宇宙($z \lesssim 1$)中。这些特征对于明亮的电磁对应物也是最有利的,这应该很容易用现有的地面和太空望远镜观察到。像ISS Lobster这样的宽视场X射线天文台将提供独立的候选者,可以用来降低可分辨二元源的PTA检测的阈值。主要的挑战在于正确识别和表征具有长轨道周期的双星源,而不是“正常”的活动星系核(AGN)托管单个黑洞。在这里,ISS-龙虾也将提供有价值的新的理解,在活动星系核中看到的广泛的行为,大大扩大了我们的样本的X射线光变曲线从吸积超大质量黑洞。
2014-11-14 astro-ph.HE
Neutron Star Merger Afterglows: Population Prospects for the Gravitational Wave Era
在GW 170817的历史观测及其电磁跟踪之后,新的中子星合并余辉预计将在引力干涉仪网络的下一次科学运行期间作为引力波信号的对应物被观测到。观测到的这些未来事件的余辉种群的多样性受到各种因素的影响,这些因素是(i)内在的,例如喷出物的能量,(ii)环境的,例如周围介质密度或(iii)观测的,例如源的视角和距离。通过规定人口的合并和模拟他们的余辉,我们研究的多样性,这些事件被共同观察到的引力波和电磁波段。在未来,观测到的事件,如视角,距离,余辉峰值通量或自行将形成分布,连同我们的研究预测将提供洞察中子星合并及其环境。
2019-07-27 astro-ph.HE
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
Binary Black Hole Mergers within the LIGO Horizon: Statistical Properties and prospects for detecting Electromagnetic Counterparts
双黑洞是孤立双黑洞演化的终点之一,它们的合并是引力波事件的主要通道。在这里,使用进化代码\textsc{StarTrack},我们研究了一系列的祖星金属丰度和BH出生踢从孤立的二进制进化的BBH人口的统计特性。本文计算了双星演化过程中质量吸积引起的黑洞初始自旋$a$的质量函数和分布,发现这不是一个有效的黑洞自旋提升过程,对于很低的黑洞初始自旋,最多只能增加$a\sim$ ~0.2--0.3。我们进一步计算合并网站的主机星系内的分布,跟踪后的运动的双星的潜力,一个巨大的螺旋,一个巨大的椭圆形,和矮星系。我们发现,大质量星系中70- 90%的合并和矮星系中40- 60%的合并(范围主要对出生踢敏感)预计发生在它们的宿主内部。在合并地点的数密度分布进一步允许我们估计BBH合并将产生的宽带光度分布,\textit{if}与流出中的动能释放相关,{作为参考,我们假设在\textit{Fermi} GBM对应于GW 150914的推断水平,应理解,来自O 1和O2运行的电流限制将要求在$\lesssim 50^\circ$内的角尺寸的射流内产生这种发射。
2018-04-17 astro-ph.HE
Prospects of the local Hubble parameter measurement using gravitational waves from double neutron stars
在探测到GW 170817信号及其电磁辐射的基础上,讨论了利用双中子星(DNSs)进行局部哈勃参数测量的前景。GW 170817的千诺瓦排放量在颜色和星等的快速演化方面是真正独特的,我们希望,对于$\sim 200$ Mpc内DNS事件的一个很好的分数$\gtrsim 50\%$,我们可以使用它们的千诺瓦来识别它们的宿主星系。目前,DNS合并率$(1.5^{+3.2}_{-1.2})\times 10^{-6} {\rm Mpc^{-3} yr^{-1}}$的估算存在较大的不确定性。但是,如果它是在高端,我们可以测量本地哈勃参数$H_L$与$ΔH_L/H_L\sim 0.042$的水平($1σ$水平),在第三次观测运行(O3)。这个精度比单独从GW 170817获得的精度高四倍,我们将能够在$2.1σ$水平上检查哈勃张力。
2017-10-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Prospects about X- and gamma-ray counterparts of gravitational wave signals with INTEGRAL
通过外推第一次LIGO科学运行期间的探测数量,预计在即将到来的LIGO处女座科学运行中,来自二元黑洞合并的引力波信号将达到十分之一。从紧凑的二元合并事件中找到电磁对应物将是一项重大成就。我们评估了INTEGRAL上当前宽视场X射线和伽马射线望远镜找到此类对应物的能力,这要归功于端到端的模拟,用于估计可以跟踪和/或检测的源的比例。
2017-11-08 astro-ph.HE
Prospective constraints on dark energy from nanohertz individual gravitational wave sources
College of Engineering Physics, Shenzhen Technology University(深圳理工大学工程物理学院);Shenzhen Key Laboratory of Ultraintense Laser and Advanced Material Technology, Shenzhen Technology University(深圳理工大学超强激光与先进材料技术重点实验室);Institute for Gravitational Wave Astronomy, Henan Academy of Sciences(河南省科学院引力波天文研究所);School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学杭州高等研究院基础科学与数学学院)
利用下一代PTA探测纳赫兹SMBBH源,通过电磁对应物识别可将暗能量方程状态参数w的约束精度提升至0.023-0.048。
2026-03-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Capturing the electromagnetic counterparts of binary neutron star mergers through low latency gravitational wave triggers
我们研究了联合低延迟引力波(GW)探测和瞬发电磁波(EM)跟踪观测合并双星中子星(BNS)的前景。对于BNS合并与短持续时间的伽马射线暴(SGRBs),我们第一次评估的可行性快速EM后续行动,以捕捉即时排放,早期发动机活动或揭示任何潜在的副产品,如磁星或快速射电暴。为了实现我们的目标,我们首先模拟人口的合并BNS使用现实的源参数分布,并估计在合并前的不同时间的可检测性和定位效率。然后,我们使用一系列已签订GW后续协议的设施,从低频无线电到高能$γ$ -射线,来评估及时跟进的前景。我们量化我们的评估使用观测SGRB通量数据外推到先进的GW干涉探测器LIGO和处女座的地平线距离内,并立即在二进制合并后的提示阶段。我们的研究结果表明,虽然具有挑战性,但突破性的多信使科学是可能的,EM后续设施具有快速响应和广泛的视野。我们证明了抓住SGRB的瞬发阶段($<$ 5 s)的机会,可以通过加快GW观测站和EM后续设施的检测管道来增强。我们进一步表明,除了澳大利亚仪器的最佳探测器网络可能会提高角分辨率的两个因素,从而大大有助于GW-EM多信使天文学。
2016-03-04 astro-ph.HE gr-qc
Potential biases and prospects for the Hubble constant estimation via electromagnetic and gravitational-wave joint analyses
本研究结合引力波、余辉光变曲线与喷流质心运动数据开展同步贝叶斯拟合,打破哈勃常数测量中的光度距离-视角简并,得到与现有结果一致的$H_0$值,并指出未来类似观测事件数量有限。
2024-01-24 astro-ph.HE gr-qc
Continuous gravitational waves from neutron stars: current status and prospects
引力波天文学使我们能够研究在电磁波中看不见的物体和事件。验证宇宙中最神秘、最极端的物质:中子星的理论和模型至关重要。除了中子星的吸入和合并之外,目前有一些提出的机制可以触发来自中子星的持久引力辐射的辐射,例如,弹性和/或磁驱动变形:由弹性应变或磁场支撑的恒星表面上的山,自由进动,或不稳定的振荡模式(例如,R模式)。本文综述了连续引力波搜索的天体物理学动机、当前LIGO和Virgo的数据分析策略和展望。
2019-11-05 astro-ph.HE
Disk draining in LIGO progenitor black hole binaries and its significance to electromagnetic counterparts
本文通过二维流体动力学模拟发现,双黑洞旋进过程中激发的螺旋波会加速遗迹吸积盘的质量和角动量传输,导致吸积盘在黑洞合并前被排空,从而降低了探测到电磁对应体的可能性。
2025-03-01 astro-ph.HE gr-qc
Population properties and multimessenger prospects of neutron star-black hole mergers following GWTC-3
基于GWTC-3数据,研究NSBH并合的人口特征,发现其黑洞质量与自旋低于黑洞双星,并存在质量间隙,且多数无电磁对应体,多信使约束状态方程能力有限。
2023-06-20 astro-ph.HE
Electromagnetic Follow-up Observations of Binary Neutron Star Mergers with Early Warnings from Decihertz Gravitational-wave Observatories
我们调查的前景电磁后续观测的双中子星(BNS)合并,与早期预警的帮助下,分赫兹引力波(GW)天文台,B-DECIGO和DO-最佳。在前人工作的基础上,我们不仅对不同$γ$射线卫星和BNS星群模型的联合短$γ$射线暴(sGRB)探测率进行了快速评估,而且对不同极限星等的巡天望远镜的多波段千诺瓦探测进行了详细的分析和结果。在一个假设的4年的任务时间为分赫兹GW观测站,我们发现,对于电磁后续行动的目标,DO-最佳表现优于B-DECIGO作为一个整体的检测率,并有一个更大的可探测距离联合sGRB/kilonova搜索。以BNS合并的对数正态总体模型和一天的预警时间为例,讨论了利用电磁设备和分赫兹GW探测器进行的各种协同观测的定位和定时精度以及红移分布。在此基础上,我们提出了一种可行的“等待”模式作为未来多信使天体物理的新探测模式。
2022-06-20 astro-ph.HE gr-qc
The evolution of binary neutron star post-merger remnants: a review
大约每10秒,宇宙中的某个地方就会有两颗中子星合并,产生剧烈的爆炸,在引力波和电磁波谱中都可以观察到。引力波和电磁波对合并的双星中子星GW 170817的同步观测为这些灾难性的碰撞提供了宝贵的见解,探测了超核密度下的大块核物质、伽马射线暴的喷流结构、引力速度以及局部宇宙的宇宙学演化等。尽管信息丰富,但仍不清楚GW 170817的残骸何时坍塌形成黑洞。来自其他短伽马射线暴的证据表明,大部分的合并可能形成长寿的中子星。我们回顾了观测和理论上已知的关于双中子星合并后的残余物。从理论的角度来看,我们回顾了我们的理解的短寿命和长寿命的合并残留物的演变,包括流体,磁场和温度的演变。这些考虑影响了从短寿命或长寿命的中子星残骸中探测引力波的前景,这可能会允许在地球实验无法达到的条件下对热核物质状态方程进行新的探测。我们还回顾了从当前和未来的电磁观测,包括千新星和晚时间的X射线和无线电余辉观测确定合并后的物理前景。
2022-02-18 astro-ph.HE gr-qc
The properties of the first continuous gravitational waves: Optimizing pulsar timing observations for supermassive black hole binary detection
School of Physics, The University of Melbourne(墨尔本大学物理学院);OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery(引力波发现ARC卓越中心);School of Physics and Astronomy, Monash University(蒙纳士大学物理与天文学院)
本文探究首批可分辨超大质量黑洞双星的性质,优化脉冲星计时观测策略可提升其探测概率,高频次观测更易识别高频双星,相关系统可通过光学巡天开展电磁后续观测。
2026-08-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic priors for black hole spindown in searches for gravitational-waves from supernovae and long GRBs
一些核心坍缩超新星似乎是高能的,其中一部分是非球面的,与长伽玛暴有关。我们利用观测到的电磁辐射从核心坍缩超新星和伽玛暴施加约束的自由能源作为一个搜索之前,他们的引力波发射。我们审查这些事件的基础上,有限的效率为动力的超新星的自旋能量转换为磁风。我们发现,一些超高能事件不能由快速旋转的原中子星的自旋下降凭借其有限的旋转能量。相反,它们可以由黑洞的自旋下降产生,这为LIGO、Virgo和LCGT感兴趣的引力波发射提供了独特的前景。
2011-11-01 astro-ph.HE
Black Hole Mass Function of Coalescing Neutron Star-Black Hole Binary Systems: The Prospect of Reconstruction with the Gravitational Wave Observations
致密天体聚并产生的引力波的发现,为观测宇宙打开了一扇崭新的窗口。随着未来探测到更多的事件,统计检查对于更好地了解潜在的天体物理过程至关重要。在这项工作中,我们调查的前景,测量质量函数的黑洞合并的中子星。对数百个模拟的中子星$-$黑洞(NSBH)合并事件进行贝叶斯参数估计,发现大多数注入事件的参数都能得到很好的恢复。我们还采用贝叶斯分层模型重建了黑洞质量的布居性质,在低质量隙的情况下,质量隙和黑洞质量函数的幂律指数($α$)都可以得到很好的测量,从而揭示了二元黑洞(BBH)和NSBH系统的$α$的不同之处.在没有低质量间隙的情况下,引力波数据以及电磁数据可以用来确定合并事件的性质,然后测量这些非常轻的黑洞的质量。然而,由于将BBH错误分类为NSBH,因此$α$的测量更具挑战性,需要进一步的专门努力。
2020-03-27 astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic Counterparts of Stellar-mass Binary Black Hole Mergers in AGN Accretion Disks: Theoretical Models and Observational Status
University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院高能物理研究所);Guizhou University(贵州大学)
本文综述了活动星系核吸积盘中恒星质量双黑洞并合的电磁对应体研究,总结其发生证据、辐射机制与观测现状,并探讨未来多信使观测前景。
2026-10-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
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
Prospects for realtime characterization of core-collapse supernova and neutrino properties
本文针对核心坍缩超新星实时多探测器分析需求,提出一种快速稳健的方法,利用下一代中微子探测器提取超新星与中微子物理信息,并抵消超标准模型效应导致的潜在测量偏差。
2023-11-23 astro-ph.HE hep-ex
Multi-messenger approaches to binary supermassive black holes in the "continuous-wave" regime
脉冲星计时阵列对轨道间距<< 1pc的超大质量黑洞(SMBH)双星的引力波十分敏感。目前,这类系统的观测资料很少,尽管它们是研究星系演化、合并动力学和活跃核形成的核心人物。我们回顾了通过电磁辐射过程探测SMBH双星的前景,这些过程被认为与星系合并和后期双星演化有关。然后,我们讨论了这些系统的联合脉冲星定时和电磁研究的科学目标,包括促进二进制参数估计,确定星系主机的引力波发射器,并合并动力学和宇宙学的相关研究。使用即将到来的高精度定时阵列与国际脉冲星定时阵列和平方公里阵列,结合正在进行的电磁观测活动,以确定活跃的SMBH双星,在不久的将来为多信使天体物理学提供了大量的可能性。
2013-08-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
An early warning system for electromagnetic follow-up of gravitational-wave events
双中子星(BNS)将在高级LIGO和Virgo探测器的设计灵敏度波段中花费$\simeq 10$ - 15分钟。对引力波(GW)数据进行匹配滤波,原则上可以积累足够的信噪比(SNR),以便在同伴碰撞和合并之前几十秒识别即将发生的事件。在这里,我们报告的早期预警引力波检测管道的设计和测试。对于红移足够低的源,可以产生早期警报,以便在合并之前积累足够大的SNR $\sim 10 - 60\,\rm s$。我们发现,约7%(分别为49%)的总可检测的BNS合并将被检测到$60\, \rm s$($10\, \rm s$)合并前。在合并前,约2%的可检测BNS合并将被检测到,并定位在$100\, \rm \text{deg}^2$内(90%可信区间)。几个宽视场望远镜的协调观测可以捕捉到合并前后几秒钟的事件。LIGO-Virgo探测器在设计灵敏度上可以促进在合并开始时观察至少一个事件。
2020-09-08 astro-ph.HE gr-qc
Prospects for joint observations of gravitational waves and gamma rays from merging neutron star binaries
事件GW 150914和GW 151226的发现,都与双黑洞系统(BBH)的合并一致,开启了引力波(GW)天文学的时代。除了BBH外,最有希望的GW源是由两颗中子星或一颗中子星和一个黑洞形成的双星系统的合并。这些合并被认为与短伽马射线暴(GRB)有关,因此GW和电磁(EM)信号的联合观测可以明确地探测这种关联。我们提出了一个详细的研究联合GW和高能量EM观测的中子星与先进的室女座和LIGO和\emph{Fermi}伽马射线望远镜的合并的二元系统的期望。在这个范围内,我们设计了一个专用的蒙特卡洛模拟管道的多信使发射和检测GW和伽马射线仪器,考虑到GW探测器灵敏度的演变。我们表明,在Advanced Virgo和Advanced LIGO 2016-2017运行期间,联合检测的预期速率较低;然而,随着干涉仪接近其最终设计灵敏度,该速率将增加$\sim$十倍。未来的联合观测将有助于限制短伽玛暴与双星系统之间的关联,并解决GWs的祖先之谜。联合检测率与本文预测的比较将有助于限制伽玛暴喷流的几何形状。
2016-11-27 astro-ph.HE gr-qc
ESO Expanding Horizons White Paper: Electromagnetic characterisation of millihertz gravitational-wave sources in the Milky Way
University of Warwick(华威大学);Max Planck Institute for Astrophysics(马克斯·普朗克天体物理研究所);University of Valencia(瓦伦西亚大学);Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所);Observatoire de la Côte d’Azur(蔚蓝海岸天文台);Radboud University(拉德堡德大学);European Southern Observatory(欧洲南方天文台);University of Sheffield(谢菲尔德大学);Polytechnic University of Catalonia(加泰罗尼亚理工大学);Institute of Science and Technology Austria(奥地利科学技术研究所)
本文讨论了通过电磁特性研究来解决银河系毫赫兹引力波源的双星系统,以提高引力波数据的科学回报。
2025-12-12 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Prospects for detecting transient quasi-monochromatic gravitational waves from glitching pulsars with current and future detectors
本文比较已知脉冲星自转突快的引力波能量上限与当前及未来探测器灵敏度,评估匹配滤波搜索探测长持续瞬态准单色引力波的前景。
2022-12-16 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational-wave Electromagnetic Counterpart Korean Observatory (GECKO): GECKO Follow-up Observation of GW190425
本文介绍 GECKO 项目及其对 GW190425 的后续观测,通过基于星系性质的优先观测策略在 7460 平方度定位区内观测 621 个候选宿主星系,虽未发现千新星但约束了其性质,并展示 O4 期间发现类似 GW170817 千新星的前景。
2023-10-30 astro-ph.HE
Prospects for gamma-ray emission from magnetar regions in CTAO observations
本研究评估了CTAO对三个磁星区域伽马射线辐射的可探测性,发现其通量误差显著低于现有仪器,部分区域仅需5小时观测即可达到高显著性探测。
2024-12-03 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Opportunities for Multimessenger Astronomy in the 2020s
几千年来,对天空的电磁观测一直是我们研究宇宙的基础,宇宙射线研究现在进入了第二个世纪,第一个来自天体物理源的中微子在30年前被发现,而引力波在4年前才被直接探测到。这些信使的检测现在很常见。随着多信使探测成为常规,天体物理学将在21世纪20年代经历一场革命。第八届Astro2020主题领域是多信使天文学和天体物理学,其中包括引力波,天体物理和宇宙成因中微子,宇宙射线和伽马射线的来源的识别,以及协调的多信使和多波长后续行动。识别和表征多信使源使科学贯穿于天体物理学和超越天体物理学。多信使时代的成功需要:(i)对非电磁信使的敏感覆盖,(ii)对电磁波谱的全面覆盖,无论是快速响应观测还是广泛而深入的高节奏调查,以及(iii)改进的合作,通信和通知平台。
2019-03-11 astro-ph.HE
The Distribution of Coalescing Compact Binaries in the Local Universe: Prospects for Gravitational-Wave Observations
合并的紧凑双星是最可行的和最好的研究候选人的引力波(GW)检测的全面运作网络的地面观测站。在第一次探测的预期中,GW源在局部宇宙中的预期分布是相当感兴趣的。在这里,我们调查的全相空间分布的合并紧凑的双星在$z = 0$使用暗物质模拟的结构形成。事实上,这些双星系统获得大的重心速度在出生时(“踢”)的合并网站的分布,更广泛地分布相对于他们的推定主机,与合并发生的距离几个Mpc的主机晕。因此,仅仅基于投影中最近的星系的红移估计可能是不准确的。另一方面,与宿主星系的大偏移可以帮助探测微弱的光学对应物,在设计后续观测策略时应该考虑到这一点。GW源的投影天空分布中的各向同性的程度被发现是增加增加踢速度和被严重增强,如果祖系统具有大踢推断从已知的人口的恒星和双紧凑双星。即使在没有观测到电磁对应物的情况下,GW天文台也可以在先进LIGO的预期精度和检测率范围内识别出不同反冲速度模型产生的双星天空分布的差异-特别是增加更多的干涉仪。
2010-11-04 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Two Step Localization Method for Electromagnetic Followup of LIGO-Virgo-KAGRA Gravitational-Wave Triggers
本文提出双步定位方法,通过协调宽视场和窄视场望远镜实时监测引力波天空定位,以提高电磁对应物的检测效率。
2025-12-04 astro-ph.HE
Constraints and prospects on gravitational wave and neutrino emission using GW150914
最近LIGO对双黑洞合并产生的引力波的观测引发了电磁波和中微子观测站的几次后续搜索。一般来说,在合并之前很久,所有的物质都已经从双黑洞环境中移除,因此合并不会产生中微子。不过,检验这一假设仍然很有趣。中微子发射的能量与引力波发射的能量之比是一个有用的参数,可以用来限制这种天体物理事件的环境。除了使用未探测到对应中微子的限制外,还可以将冰立方天文台测量的散射中微子通量视为外推的全类BBH的最大贡献。目前,这两种方法都导致了中微子中可以发射的能量部分的类似界限。然而,结合这两种方法应该允许在未来的中微子对应物检测的情况下强烈约束源人口。所提出的方法可以并将应用于潜在的即将到来的LIGO事件,包括双中子星和黑洞-中子星合并,预计中微子对应物。
2017-09-14 astro-ph.HE hep-ph
Constraints and prospects on GW and neutrino emissions using GW150914
最近,LIGO天文台报告了对引力波的首次直接观测,其信号与二元黑洞合并一致。这一发现引发了几次后续的搜索一致发射的电磁波以及中微子,但没有这样的emission被发现。在这篇文章中,未检测到对应中微子的影响进行了研究使用一般参数。用中微子发射的能量与引力波发射的能量之比的参数对结果进行了解释。从冰立方中微子天文台探测到的弥漫天体物理中微子通量的这个参数的约束进行了讨论。据发现,目前,对应中微子的非检测提出了一个绑定从弥漫的天体物理中微子通量。这个界限然后被用来约束黑洞双星环境中的物质量。最后,讨论了在未来的引力波观测中对该参数的敏感性。它示出如何从一个单一的合并检测一个或多个中微子将强烈约束源人口和演变。
2017-09-14 astro-ph.HE hep-ph
Prospects for kilonova signals in the gravitational-wave era
中子星合并引力波信号GW 170817之后是三个电磁对应物,包括一个由合并喷出物中新合成的$r$过程元素的放射性产生的千诺瓦。在引力波触发后找到千新星对于(i)寻找更多的对应物,如余辉,(ii)探测千新星的多样性及其对系统倾角的依赖,以及(iii)建立多信使宇宙学的样本至关重要。在引力波干涉仪网络的第三次观测运行中,没有发现kilonova对应物,我们的目标是预测即将到来的O 4和O 5观测运行的LIGO-Virgo-KAGRA仪器的可检测kilonova信号的预期人口。使用一个简化的标准引力波检测和一个简单的GW 170817校准模型的kilonova峰值幅度,我们确定的后续活动和他们的分布在各个波段的幅度达到kilonovae率。我们简要地考虑的情况下,GW 190425,唯一的二元中子星合并确认以来GW 170817,并获得其倾斜角的限制,从其kilonova的非检测,假设源低于后续阈值。我们还表明,非引力波触发的kilonovae可以在未来的调查,并简要地讨论了与短的明亮的伽马射线暴的协会的众多类别的来源。最后讨论了除千诺瓦外的喷流余辉的探测。
2021-05-19 astro-ph.HE
Electromagnetic Follow-up to Gravitational Wave Events with the UltraViolet EXplorer (UVEX)
本文模拟了UVEX在LIGO-Virgo-KAGRA观测运行中对双中子星合并引力波事件的紫外瞬变天体观测策略,并探讨了在合并率降低情况下的替代方案以最大化科学收益。
2025-05-02 astro-ph.HE
Revisiting Two Decades of GRB Observations: Assessing Missed Very High-Energy Detections and Future Prospects
本研究调查了过去二十年Swift观测的GRBs,评估了H.E.S.S.、MAGIC和VERITAS错过的VHE探测机会,发现错失探测源于低发生率(每年<1次),并预测未来CTAO可将该发生率提升至每年4次。
2025-08-11 astro-ph.HE
Searching for very-high-energy electromagnetic counterparts to gravitational-wave events with the Cherenkov Telescope Array
引力波(GW)事件GW 170817之后的电磁(EM)发射的探测开启了使用GW的多信使天文学时代,并提供了第一个直接证据,证明至少一部分中子星(BNS)合并是短伽马射线暴(GRB)的祖先。伽马射线暴也预计会发射非常高的能量(VHE,> 100 GeV)的光子,最近的MAGIC和H.E.S.S.意见。未来多信使观测的挑战之一将是检测与GWs相关的GRB的VHE发射。在接下来的几年里,切伦科夫望远镜阵列(CTA)将成为VHE范围内GW事件EM后续的关键仪器,因为它具有前所未有的灵敏度,快速响应和通过扫描模式操作监测大天空区域的能力。我们提出了CTA GW的后续计划,重点是寻找可能与BNS合并相关的短GRB。我们调查了可能的观测策略,我们概述了VHE EM对应瞬态GW事件的检测前景。
2021-08-02 astro-ph.HE
On Discovering Electromagnetic Emission from Neutron Star Mergers: The Early Years of Two Gravitational Wave Detectors
我们提出的第一个模拟解决的前景,找到一个电磁(EM)对应的引力波探测(GW)在最初几年只有两个先进的干涉仪。当仅使用到达时间信息考虑跨越数千度^2的粗糙环形GW定位时,这种搜索的风险似乎是无法克服的。我们表明,利用预测的GW信号的幅度和相位信息将定位缩小到中值面积仅为~250 deg^2的弧,从而使EM搜索易于处理。基于两个LIGO探测器的位置和方向,我们发现GW的灵敏度仅限于一个偏振,因此只有两个天空象限。因此,使用两个干涉仪的GW事件的速率仅为使用具有类似灵敏度的三个干涉仪的速率的约40%。天空象限偏差的另一个重要含义是,北美和南部非洲的EM观测站将能够比俄罗斯和智利早几个小时系统地响应GW触发。考虑到更大的天空区域和探测到的合并的相对接近性,带有非常宽视场相机的1米级望远镜很好地定位了寻找EM对应物的挑战。在更大数量的假阳性中识别EM对应物进一步强调了在本地宇宙中建立前景恒星源,背景AGN和潜在宿主星系的综合目录的重要性。
2013-09-06 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR