Binary neutron star merger rate via the luminosity function of short gamma-ray bursts
利用截至2017年10月的所有短伽玛暴（sGRB）的星表数据，模拟了短伽马射线暴（GRB）的光度函数。通过从“Yonetoku相关性”获得的“伪红移”来估计光度，假设宇宙恒星形成率和它们的祖先的生产率之间存在标准延迟分布。虽然简单的幂律被排除在高置信度之外，但指数截止幂律和破幂律模型都能很好地拟合数据。利用这些模型的导出参数以及从余辉观测中得到的喷流张开角的保守值，导出了短暴的真实速率。假设每颗中子星并合产生一个短伽玛暴，推导了在过去、现在和未来的引力波探测器网络配置下，这些并合产生的引力波探测率。因此，在$68 \%$置信度下，针对BNSM速率，推导出aLIGO-VIRGO的$1.87 \pyr$和即将到来的aLIGO-VIRGO-KAGRA-LIGO/India配置的$3.11 \pyr$的严格下限。从这项工作中计算出的BNSM率以及从迄今为止唯一确认的BNSM观察中独立推断出的BNSM率显示出轻微的张力;然而，不能排除所有BNSM都产生sGRB的情况。
2018-03-28 astro-ph.HE
Constraints on LIGO/Virgo Compact Object Mergers from Late-time Radio Observations
本研究利用澳大利亚SKA探路者的观测数据搜寻LIGO/Virgo致密天体并合的射电余辉，未确认对应体，据此在给定能量范围和喷流参数假设下约束了并合的倾角与周密度，并探讨了毫央斯基巡天的余辉探测能力。
2025-03-19 astro-ph.HE
High-energy electromagnetic offline follow-up of LIGO-Virgo gravitational-wave binary coalescence candidate events
我们提出了两种不同的搜索方法的电磁对应物的引力波（GW）事件从地面探测器使用档案NASA的高能量数据从费米GBM和RXTE-ASM仪器。为了演示这些方法，我们使用了有限数量的代表性GW背景噪声事件，这些事件是在LIGO-Virgo S6/VSR 3联合科学运行的最后两个月内通过搜索二进制中子星合并产生的。由GW数据提供的时间和天空位置触发高能光子数据中的目标搜索。我们使用两个自定义管道：一个用于搜索GBM中的瞬发伽马射线对应物，另一个用于搜索ASM中的各种X射线余辉模型信号。我们测量了连接管道对弱伽马射线暴对应物的效率，以及一族模型X射线余辉。通过要求任一电磁仪器中的可检测信号与GW事件同时发生，我们能够拒绝绝大多数GW候选者。这将最响亮的幸存GW背景事件的信噪比降低了约15- 20%。
2015-02-18 astro-ph.HE
Seeking Counterparts to Advanced LIGO/Virgo Transients with Swift
双星中子星（NS）合并是高级LIGO和高级Virgo最有希望的引力波发射天体物理源之一，预计将于2015年投入运行。找到这些信号的电磁对应物对于将它们置于天文学背景下至关重要。Swift卫星携带一个灵敏的X射线望远镜（XRT），可以在1-2小时内响应目标机会请求，因此独特地准备找到LIGO/Virgo触发器的X射线对应物。假设NS并合是短伽马射线暴（GRB）的前身，那么一定比例的LIGO/Virgo触发事件将伴随着X射线带余辉，其亮度在触发时间后一天的XRT波段中超过10^-12 erg/s/cm ^2。我们发现，这种通量的软X射线瞬态是足够明亮的是极其罕见的，因此可以自信地与即使是一个适度的本地化GW信号。我们研究了两种可能的搜索策略与Swift XRT在LIGO/Virgo错误框中找到明亮的瞬变。在第一种策略中，XRT可以在一天内通过观察~30个星系来搜索半径约为100 Mpc的空间，并具有足够的深度来观察预期的X射线余辉。对于扩展的LIGO/Virgo地平线距离，XRT可以在大约一天内使用100 s的曝光来覆盖约35平方度的区域，保持足够的灵敏度来成像GW发现的GRB余辉。这些策略表明，发现X射线波段对应的GW触发器将是可能的。
2012-09-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Electromagnetic Counterpart of the Binary Neutron Star Merger LIGO/VIRGO GW170817. VIII. A Comparison to Cosmological Short-duration Gamma-ray Bursts
我们提出了一个全面的比较性质的无线电通过X射线对应的GW 170817和短持续时间的伽马射线暴（GRB）的属性。为了这项工作，我们利用了2004-2017年发现的36个短GRB的样本，这些样本跨越了$z \approx 0.12-2.6$的红移范围。我们发现，对应的GW 170817有一个各向同性的等效光度是$\approx 3000$倍小于轴上短伽玛射线余辉的中值，和$\gtrsim10^{4}$倍小于检测到的短伽玛射线射电余辉。此外，从GW 170817和轴上短GRB余辉的射电和X射线对应物中推断出的允许喷流能量和粒子密度非常相似，这表明视角效应是它们观测到的射电和X射线行为的主要差异，也许是唯一的差异。通过与先前声称的短伽玛暴之后的千诺瓦的比较，我们发现GW 170817的光学和近红外对应物相对而言是由$\approx 3-5$的因子欠发光的，这表明了千诺瓦光度和时间尺度的范围。在$\lesssim 1$天时间尺度上的短伽玛暴之后的光学极限的比较也排除了在先前的一个短伽玛暴中具有可比的光学各向同性等效光度的“蓝色”千诺瓦。最后，我们研究了GW 170817，NGC 4993的宿主星系，在短伽玛暴宿主星系的恒星种群特性的背景下。我们发现，NGC 4993是最高级的，在其大光度，老恒星人口年龄，和低恒星形成率相比，以前的短伽玛射线暴主机。高级LIGO/VIRGO体积内的其他事件对…
2017-10-16 astro-ph.HE
Probing the environment of gravitational wave transient sources with TeV afterglow emission
最近，高级激光干涉引力波天文台（aLIGO）探测到了由双黑洞（BH）合并产生的引力波（GW）瞬变。如果GBM探测到的短GRB与GW 150914真实相关，系统也可能产生广角相对论外流。有人认为，双中子星（或中子星-黑洞双星）的合并，另一个有希望的GW瞬变源，也产生快速，广角流出。在本文中，我们计算了高能伽玛射线辐射所产生的冲击波驱动这些广角外流。我们发现，TeV的排放所产生的反康普顿过程中的相对论流出所造成的合并的二进制BH类似的GW 150914可以检测到的地面IACT望远镜，如切伦科夫望远镜阵列（CTA），如果源发生在{一个稠密介质的密度$n > 0.3 cm^{-3}$ }。对于中子星-中子星（NS-NS）和NS-BH并合，如果它们发生在稠密介质{含$n > 10-100 cm^{-3}$}中，则也可以探测到宽角度、弱相对论流出的TeV辐射。因此，TeV余辉发射将成为GW瞬变环境的有用探测器，可以揭示GW瞬变祖先的演化通道。
2016-08-06 astro-ph.HE gr-qc
Viewing angle constraints on S190425z and S190426c and the joint gravitational-wave/gamma-ray detection fractions for binary neutron star mergers
LIGO和Virgo科学合作（LVC）警告了两个双中子星（BNS）合并候选者，S190425 z和S190426 c。Fermi-GBM观测到两个事件在各自合并时间的概率区域分别为55.6%（S190425 z）和100%（S190426 c），但在两种情况下都没有探测到γ射线暴（GRB）。导出的光度上限表明，类似于GRB 170817 A的短GRB在这两种情况下都无法探测到，因为它们的距离比GW 170817大。假设从GW 170817/GRB 170817 A得到的喷流剖面对所有BNS-GRB星协都是准普适的，我们推导出S190425 z和S190426 c的观测角应该分别是$> (0.11-0.41)$和$> (0.09-0.39)$。通过Monte Carlo模拟，我们发现在GRB 170817 A喷流结构下，所有的γ射线探测器，如GBM和GECAM，都有望探测到aLIGO、aLIGO A+和ET分别触发的$\sim 4.6\%$、$3.9\%$、$1.7\%$和$6.6\%$、$5.7\%$、$2.8\%$ BNS并合. Swift-BAT，SVOM-ECLAIRS和Einstein Probe的联合检测分数将大大降低，其灵敏度更好，但视场更小。
2019-08-13 astro-ph.HE
Radio afterglows of binary neutron star mergers: a population study for current and future gravitational wave observing runs
在对GW 170817及其多波长余辉的历史观测之后，预计将来会有更多来自中子星合并的射电余辉作为引力波螺旋信号的对应物。我们希望用我们目前从伽马射线暴科学中获得的中子星合并的知识来描述这些事件，并考虑到当前和未来的引力波和射电探测器的灵敏度。我们将合并引力波和射电余辉信号的分析模型与规定合并能量、合并周围密度和其他相关参数的布居模型结合起来。我们报告了观测量（距离，方向，余辉峰值时间/通量等）的预期分布。从未来的事件，并研究如何这些可以用来进一步探测人口的双中子星，他们的合并和相关的外流在未来的观测活动。在LIGO-Virgo合作的O3运行的情况下，三分之一的引力波探测到的合并的无线电余辉应该可以被超大阵列探测到（如果源被千诺瓦对应物定位，则可以被探测到），并且这些事件应该具有与GW 170817相似的视角。这些发现证实了无线电余辉是对这些事件的有力洞察，尽管一些关键的余辉相关技术，如合并残余物的长基线干涉测量成像，可能不再可行，因为引力波视界增加。
2019-09-09 astro-ph.HE
Lensing magnification: gravitational waves from coalescing stellar-mass binary black holes
由于透镜效应，引力波（GW）可以被放大或缩小。这种现象会使基于匹配滤波技术的距离估计产生偏差。利用多球光线追迹技术，研究了GW的放大效应和选择效应，特别是对恒星质量双星黑洞的研究。我们发现，对于aLIGO/Virgo观测视界极限的观测光度距离$\lesssim 3~\mathrm{Gpc}$，在相对距离不确定度为$σ(\hat{d})/\hat{d}\simeq0.5\%\sim1\%$的情况下，平均放大率保持为1，即无偏估计。在此观测范围之外，估计偏差不可忽略，并且具有散射体$σ(\hat{d})/\hat{d} = 1\%\sim 15\%$。此外，我们预测这些数字的爱因斯坦望远镜。我们发现平均放大率对于观测的光度距离$\lesssim 90~\mathrm{Gpc}$几乎保持为1。对于光度距离$\gtrsim 25~\mathrm{Gpc}$，爱因斯坦望远镜透镜效应引起的光度距离估计误差约为$σ(\hat{d})/\hat{d} \simeq 10\%$。与aLIGO/Virgo的情况不同，这个相当大的误差不是由于选择效应。它纯粹来自于透镜放大倍数的合理积累。此外，我们还研究了取向角和BH质量分布模型的影响。我们发现，结果强烈依赖于这两个组件。
2021-09-19 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The afterglow of GW170817 from every angle: Prospects for detecting the afterglows of binary neutron star mergers
该研究基于GW170817模型，按观测角、ISM密度和距离分布预测未来BNS并合余辉的可探测率，指出离轴余辉将占多数，并评估O4/O5及DSA-2000的探测前景。
2024-07-01 astro-ph.HE
The Smoking Guns Of Short Hard Gamma Ray Bursts
伽马射线短硬爆（SHB）的X射线余辉提供了令人信服的证据表明，SHB是由高度相对论性喷流产生的，这些喷流是在中子星合并和/或低质量X射线双星中中子星的质量吸积过程中产生的旋转动力毫秒双星。通过引力波探测相对较近的Ligo-Virgo中子星并合，以及随后的离轴较远的短GRB或具有类MSP光变曲线的SHB的孤馀辉，将毫无疑问地证实SHB的中子星并合起源。
2017-10-15 astro-ph.HE
The JAGWAR Prowls LIGO/Virgo O3 Paper I: Radio Search of a Possible Multi-Messenger Counterpart of the Binary Black Hole Merger Candidate S191216ap
我们提出了一个敏感的搜索与卡尔G。Jansky甚大阵（VLA）的引力波候选者S191216 ap的射电对应物，被归类为一个双黑洞合并，并建议是一个可能的多信使事件，基于高能量中微子和TeV光子的检测。我们在C波段（4- 8 GHz）对高海拔水切伦科夫天文台（HAWC）报道的S191216 ap的γ射线对应物进行了0.3度$^2$的盲搜索。我们的搜索，跨越三个时期超过130天合并后，平均源检测阈值为75 $μ$ Jy/梁（4 $σ$），产生了5个变量源与活动星系核活动和没有明确的对应S191216 ap。我们发现$<$ 2\%（$3.0\pm1.3$ \%）在6 GHz的持续性射电源是可变的$<$ 1周（周-月）的时间尺度上，与以前的无线电变异性研究。我们的4 $σ$射电光度上限为$\sim$ 1.2 $\times{10}^{28}$ erg s $^{-1}$ Hz $^{-1}$在S191216 ap的余辉上，在HAWC误差区域内，比以前的BBH射电余辉搜索深5- 10倍。将这个上限与\citeauthor{Perna2019}对BBH合并产生的假定喷流给出的理论期望值进行比较，对于具有能量$\simeq10^{49}$ erg的轴上喷流，我们可以排除喷流张开角$\lesssim$ 20度的可能性（假设对应喷流位于我们观察到的1 $σ$ HAWC区域内）。
2021-03-03 astro-ph.HE
Late afterglow emission statistics: a clear link between GW170817 and bright short GRBs
GW 170817是LIGO/Virgo探测器探测到的第一个中子星合并事件，它与一个短持续时间的暗GRB 170817 A有关。在这项工作中，我们比较了GW 170817/GRB 170817 A的前向冲击余辉发射的其他发光短伽玛暴（sGRB）与一个已知的红移和余辉发射持续至少一天后的爆发。在快速衰变阶段，明亮的sGRB和GW 170817/GRB 170817 A的余辉发射形成了一个自然和连续的序列，尽管被观测时间间隔分开。如果从轴上观察，GW 170817/GRB 170817 A的前向冲击余辉发射将是迄今为止探测到的最明亮的发射之一。这为明亮sGRB的GW 170817合并起源提供了强有力的证据，并表明大多数中子星合并事件的前向冲击余辉发射的检测比GW 170817的情况更具挑战性，因为通常合并将更遥远，视角可能更高。
2019-01-06 astro-ph.HE gr-qc
Afterglows and Macronovae Associated with Nearby Low-Luminosity Short-Duration Gamma-Ray Bursts
中子星（BNS）合并被广泛认为是短伽马射线暴（SGRB）的祖先之一。如果同时检测到其引力波（GW）事件，则可以验证该中央引擎。一旦得到证实，这种关联将成为多信使天文学的一个里程碑，并将大大提高我们对BNS合并过程的理解。由于先进的LIGO/Virgo GW天文台对BNS合并的探测范围有限，我们倾向于在几百兆秒差距内的本地SGRB。由于正常的SGRB很少落入如此近的范围内，为了使其更具观测价值，我们必须关注具有较高统计发生率和检测概率的低光度SGRB。然而，有一种可能性是，观察到的低光度SGRB本质上是强大的，但我们离轴，只观察到它的侧发射。在本文中，我们提供了一些理论预测的离轴余辉发射从附近的SGRB的假设下，结构化射流和macronova信号从这个GW可检测的BNS合并的喷出物。从余辉发射的性质，我们可以区分一个离轴正常SGRB从一个固有的低能量准各向同性类。此外，通过后续的多波长观测，BNS合并的一些参数（例如介质密度和喷出物质量和速度）将受到限制。
2017-10-01 astro-ph.HE
Multiband Gravitational-Wave Astronomy: Observing binary inspirals with a decihertz detector, B-DECIGO
一个不断发展的日本分赫兹波段引力波（GW）任务：B-DECIGO（DECihertz激光干涉仪引力波天文台）将使我们能够探测到类似GW 150914的二元黑洞，类似GW 170817的二元中子星，以及宇宙学距离的中等质量二元黑洞。B-DECIGO频段介于aLIGO-Virgo-KAGRA-IndIGO（百赫兹）和LISA（毫赫兹）频段之间，以获得更宽的带宽;所描述的源在多频段上发射GW数周至数年，以积累高信噪比。这表明，联合检测将大大提高二进制的参数估计的可能性。我们研究B-DECIGO的测量二进制参数的能力，并评估在何种程度上多波段分析可以提高这种测量。使用非旋进后牛顿波形与费舍尔矩阵的方法，我们发现像GW 150914和GW 170817的系统，B-DECIGO可以测量的质量比在$< 0.1\%$内，单个黑洞自旋在$< 10\%$内，并在$< 5\,$ s内的合并时间约一个星期之前提醒aLIGO和电磁设施。来自aLIGO的B-DECIGO的先验信息可以进一步降低测量的不确定性，例如，一定的中子星潮汐引起的变形因子的$\sim 6$，并可能决定自旋引起的中子星四极矩。LISA和B-DECIGO的联合测量也将能够以100万的精度恢复中等质量双黑洞的质量和自旋。然而，由于精确GW信号的后牛顿近似，在这些结果中将存在大的系统偏差。
2018-08-08 astro-ph.HE gr-qc
AT2025ulz and S250818k: Deep X-ray and radio limits on off-axis afterglow emission and prospects for future discovery
针对LIGO-Virgo-KAGRA公布的双中子星并合候选体S250818k的光学对应体AT2025ulz，通过多波段深度观测排除其余辉关联，确认其为包层剥离超新星，并推导余辉参数约束，探讨离轴余辉未来发现前景。
2025-10-29 astro-ph.HE
Prospects of calibrating afterglow modeling of short GRBs with gravitational wave inclination angle measurements and resolving the Hubble tension with a GW-GRB association event
在伽玛射线暴余辉的数值模拟中，为了简单起见进行了一些近似，不同的小组开发了他们的程序。由于缺乏直接测量的物理参数，这些模型/方法的稳健测试具有挑战性。幸运的是，从余辉模型推断的视角被广泛预期为与可以用引力波（GW）数据评估的中子星（BNS）合并的倾角相同。因此，在未来，有可能用GW倾斜角测量来校准余辉建模。本文采用解析估计和直接模拟两种方法对倾角测量的不确定度进行了预测。对于一些BNS合并伴随着电磁对应物中检测到的O 4/O 5运行的LIGO/Virgo/KAGRA/LIGO-India探测器，我们表明，倾斜角可以确定的不确定性$\leq 0.1$ rad，假设哈勃常数是已知的$\leq 3\%$的精度和哈勃流速的不确定性是在$\sim 1 \%$。离轴的伽玛暴外流将产生余辉辐射，即使在$\geq 0.3$ rad的视角下，在$\sim$ 100-200 Mpc的距离上也可以探测到最大能量的余辉辐射。这样的事件，因此可以作为一个强大的测试余辉建模方法。我们还评估了解决一个单一的GW/GRB协会事件的所谓的哈勃紧张局势的前景。我们发现，一个$\sim 3\%$精确的哈勃常数是可获得的，如果视角的不确定性可以被约束到$\sim 0.1$ rad，这是预期的情况下，一些附近的（$\leq 250$ Mpc）明亮/轴上的伽玛暴与一个良好的余辉光曲线显示一个明确的消色差的休息在早期。
2022-06-27 astro-ph.HE
Swift-XRT Follow-up of Gravitational Wave Triggers in the Second Advanced LIGO/Virgo Observing Run
Neil Gehrels Swift天文台对LIGO/Virgo协作（LVC）在第二次观测运行（“O2”）期间探测到的引力波（GW）事件进行了及时搜索。斯威夫特对8个LVC触发事件进行了广泛的平铺，其中两个事件的误报率非常低（GW 170814和划时代的GW 170817），表明其起源是天体物理学的高置信度;后者是第一个检测到电磁对应物的GW事件。在本文中，我们描述了O2和我们的搜索结果期间进行的后续行动。没有检测到GW的电磁对应物;这一结果是预期的，因为GW 170817仍然是唯一一个在LVC后来撤回一些事件后至少包含一颗中子星的天体物理事件。探测到了一些X射线源，其中大多数是活动星系核。我们讨论了瞬态X射线源的检测率及其在O2平铺搜索的影响。最后，我们描述了O2期间吸取的经验教训，以及如何使用这些经验教训来改进GW事件的\swift \随访。特别是，我们模拟人口的伽玛射线暴余辉，以评估我们的源排名系统的能力，以区分它们从无关的和未编目的X射线源。我们发现，$\approx$ 60-70%的喷流朝向地球的余辉将被赋予高等级（即，“有趣的”指定），但是通过对表现出衰落行为的源进行第三次后续观察，该分数可以增加到接近100%。
2019-10-11 astro-ph.HE
A Decade of Short-duration Gamma-ray Burst Broad-band Afterglows: Energetics, Circumburst Densities, and Jet Opening Angles
我们提出了一个全面的目录和分析的宽带余辉观测的103个短持续时间的伽马射线暴（GRB），包括所有短伽玛射线暴从2004年11月至2015年3月，及时跟踪观测的X射线，光学，近红外和/或无线电波段。这些余辉观测发现了71个X射线探测，30个光学/近红外探测和4个无线电探测。采用标准的余辉同步加速器模型，我们进行联合概率分析的一个子集的38个短伽玛暴，以及采样的光变曲线推断的爆发各向同性等效能量和环爆密度。对于这个子集，我们分别找到了E_gamma，iso~2x10^51 erg和E_K，iso~（1-3）x10^51 erg的各向同性等效伽马射线和动能的中值，这取决于模型输入参数的值。我们进一步发现，短伽玛暴发生在低密度环境中，密度中值为n~（3-15）x10^-3 cm^-3，约80-95%的暴密度小于1 cm^-3。我们研究了环暴流密度与宿主星系性质之间的趋势，发现位于距离宿主星系大于10倍有效半径的大投影偏移处的事件显示出n<10^-4 cm^-3的特别低的密度，这与类IGM环境相一致。使用11个事件的晚期余辉数据，我们发现θ_jet=16+/-10 deg的中值喷流张开角。我们还计算了一个中值聚束因子f_b~0.04，导致聚束校正的总能量释放E_true~1.6x10^50 erg。此外，我们还计算出，在200 Mpc体积内（这是高级LIGO/Virgo对NS-NS双星的典型…
2015-09-09 astro-ph.HE
Short GRB 130603B: Discovery of a jet break in the optical and radio afterglows, and a mysterious late-time X-ray excess
我们目前的无线电，光学/近红外光谱，和X射线观测的余辉短持续时间130603 B，并揭示了中断的无线电和光学波段在0.5天后爆发，最好的解释为射流中断与推断射流开口角为4-8度。GRB 130603 B是迄今为止第三个有射电余辉探测的短GRB，也是第一次在射电波段发现明显的喷流中断。我们对光谱能量分布的时间演化进行建模，以确定爆发的性质，并发现各向同性当量动能为（0.6-1.7）x 10^51尔格，环爆密度为5 x 10^-3-30 cm^-3。根据GRB 130603 B的张角推断，我们计算了Egamma（0.5-2）x 10^49 erg和EK（0.1-1.6）x 10^49 erg的射束校正能量。随着以前的测量和下限，我们发现一个中位数短伽玛射线暴开口角为10度。使用全天观测到的10 Gpc^-3 yr^-1的伽马暴速率，这意味着在200 Mpc（高级LIGO/VIRGO对中子星双星合并的灵敏度范围）内，真正的短伽马暴速率为20 yr^-1。最后，我们发现的证据，在X射线余辉的GRB 130603 B在>1 d的显着过量发射，并得出结论，额外的能量成分可能是由于回落吸积或自旋从合并后形成的磁星的能量。
2013-09-28 astro-ph.HE
The evolution of the X-ray afterglow emission of GW 170817 / GRB 170817A in XMM-Newton observations
我们报告了我们对与中子星合并事件GW 170817相关的短GRB 170817 A的观测，该事件发生后135 d（2017年12月29日）在X射线波段使用XMM-牛顿进行。我们发现的X射线光变曲线相对于以前观察到的增亮平坦的证据。这一点也得到了几乎同时进行的哈勃空间望远镜光学观测和最近文献报道的钱德拉X射线观测以及低频射电观测的支持。由于光-X射线光谱斜率与以前的观测结果相比没有变化，我们排除了光变曲线时间演化的变化是由于冷却频率的通过：它的起源必须是几何的或动力学的。我们解释了所有现有的余辉数据与两个模型：i）结构射流和ii）无射流各向同性火球与一些分层的径向速度结构。这两个模型都拟合了数据，并预测射电通量必须与光学和X射线通量同时减少，因此在现阶段很难区分它们。在未来的LIGO/Virgo运行中，极化测量和短GRB-GW关联的速率将是解开这两个几何上不同的场景的关键。
2018-04-24 astro-ph.HE
Science with an ngVLA: Radio Emission from Short Gamma-ray Bursts in the Multi-Messenger Era
我们调查预期的无线电发射短伽玛暴，指导下观察到的余辉参数的分布。我们的动机是探索sGRB喷流中的正向和反向激波的无线电特征，以及来自动态喷出物的离轴喷流分量和无线电发射。我们估计的伽玛暴的无线电检测的分数，可能是一致的GW信号从中子星（NS）合并。在aLIGO设计规范对NS合并GWs敏感的距离处，我们可以检测到这些事件的20%的离轴喷流射电分量，以及高达约10%的来自潮汐喷出物与外部介质冲击的射电发射事件。我们讨论了我们的研究结果，根据下一代甚大阵列，预计将取得重大进展，从sGRB的无线电信号检测。
2018-10-12 astro-ph.HE
Optimisation of the Swift X-ray follow-up of Advanced LIGO and Virgo gravitational wave triggers in 2015--16
物理学中最令人兴奋的近期前景之一是先进的LIGO和Virgo探测器可能发现引力波。为了最大限度地提高探测的可信度和科学回报，识别电磁对应物至关重要。这并不是微不足道的，因为预计这些事件的局部化程度很差，特别是在短期内，误差区域覆盖数百甚至数千平方度。在本文中，我们讨论的前景，找到一个X射线对应的引力波触发与斯威夫特X射线望远镜，使用的假设，触发是由一个双中子星合并，也产生了一个短的伽马射线暴。我们表明，它是有益的GW误差区域内的目标星系，突出了需要基本上完整的星系目录的距离为300 Mpc。我们还表明，附近的轴上短伽玛暴要么是极其罕见的，或系统的亮度低于迄今为止检测到的。我们认为，从一个离轴伽玛射线暴触发GW设施的余辉发射检测的前景，发现的可探测性，和最好的时间来看，强烈依赖于爆发的特性，如环爆密度和我们的视角。
2015-09-22 astro-ph.HE
Searching for Neutron Star Mergers in the Absence of Gravitational Waves with Optical Afterglow Emission
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；National Center for Supercomputing Applications（国家超级计算应用中心）；Northwestern University（西北大学）
利用 Rubin 观测站的 LSST 调查，通过光学后发光提高千新现象检测率，并区分中子星并合事件与无千新现象发射的事件。
2026-02-13 astro-ph.HE
Joint analysis of gravitational-wave and electromagnetic data of mergers: breaking an afterglow model degeneracy in GW170817 and in future events
本研究提出引力波与电磁余辉数据的联合分析方法，以视角角为共享参数打破GW170817余辉模型中视角角与喷流核心角的简并，并验证了该方法对不同距离未来类GW170817事件的约束效果。
2023-06-06 astro-ph.HE
Condition for directly testing scalar modes of gravitational waves by four detectors
四维时空中的一般度规理论允许引力波最多有6个偏振态（2个自旋0，2个自旋1和2个自旋2）。如果GW源与电磁对应物的天空位置满足本文提出的单个方程，则自旋1模和自旋2模都可以从四个地基GW干涉仪（例如aLIGO-Hanford、aLIGO-Livingston、Virgo和KAGRA的网络）的应变输出的特定组合中消除，其中该方程描述了天球上的曲线。这意味着，如果在曲线中（或实际上在其附近）发现GW源，则原则上可以直接测试标量（自旋0）模式与其他（矢量和张量）模式。因此，这种直接测试的可能性高于早期的预期（Hagihara等人PRD，100，064010，2019），他们认为矢量模式无法完全消除。我们还讨论了增加计划中的LIGO-India探测器作为第五个探测器将增加标量偏振测试的可行性。
2020-02-14 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Joint gravitational wave -- gamma-ray burst detection rates in the aftermath of GW170817
引力波（GW）多信使事件GW 170817/GRB 170817 A的后续观测活动表明，瞬发$γ$射线与从宽视角$\gtrsim 20$ °观察到的相对论结构喷流一致。我们执行贝叶斯推断使用早期和晚期EM观测数据，以确定GRB 170817 A的射流剖面假设结构射流模型。我们使用几何依赖的爆发光度产生一个短的持续时间伽马射线暴（sGRB）的效率函数与红移，折叠在与二进制中子星的检测率，使我们能够估计未来的联合GW/sGRB的LIGO和处女座探测器的检测率。我们表明，如果GRB 170817 A的射流结构轮廓是sGRB的一个相对常见的特征，那么在第三次aLIGO/Virgo观测运行（O3）期间，另一个离轴重合探测的可能性是现实的。我们还发现，高达4年的$^{-1}$联合事件可以观察到在先进的LIGO运行在设计灵敏度和高达10年的$^{-1}$升级的先进的LIGO配置A+。我们表明，宽角度sGRB排放的检测效率将受到GRB卫星的GW检测范围增加，通过拟议的升级。因此，虽然符合检测的数量将随着GW探测器的灵敏度而增加，但探测到的具有$γ$射线对应物的双星的相对比例将下降;在A+期间，O3的11%下降到2%。
2019-06-18 astro-ph.HE
Short-Duration Gamma-Ray Bursts
伽马射线暴（GRB）呈现双峰持续时间分布，短持续时间暴和长持续时间暴之间的间隔约为2秒。长伽玛暴的前身星被认为是大质量恒星，这是基于它们与Ic型核心坍缩超新星的关联，它们在恒星形成星系中的独特位置，以及它们与宿主星系内明亮的紫外线区域的强烈相关性。短伽玛暴长期以来一直被怀疑是由致密天体双星合并（NS-NS或NS-BH）产生的。2005年发现的短伽玛射线暴余辉，提供了第一个深入了解他们的能量规模和环境，建立了宇宙学起源，混合的宿主星系类型，并没有相关的超新星。在这篇评论中，我总结了近十年的短伽玛暴余辉和宿主星系的观测，并利用这些信息来阐明其祖先的性质和属性，相对论外流的能量尺度和准直，以及环暴环境的属性。优势的证据指向紧凑的对象二进制祖先，虽然一些悬而未决的问题仍然存在。基于这种关联，短伽玛暴及其余辉的观测可以揭示高级LIGO/Virgo实验中引力波源的轴上和轴外电磁对应物。
2013-11-11 astro-ph.HE
GRB 170817A as a jet counterpart to gravitational wave trigger GW 170817
{ \it Fermi}/GBM（伽马射线暴监测器）和INTEGRAL（国际伽马射线天体物理实验室）向LIGO（光干涉引力波天文台）/{ \it Virgo}引力波探测到的双星中子星合并物GW 170817报告了探测到$γ$射线对应物GRB 170817 A。GRB 170817 A可能有内部喷流或其他来源，如茧状发射、激波爆发或来自粘性盘的耀斑。在本文中，我们假设$γ$射线发射是由相对论性喷流内的能量耗散引起的，我们模拟了外流中反向和正向激波的余辉同步辐射。我们展示了具有高洛伦兹因子（$Γ$）的低光度$γ$射线暴（GRB）喷流、低$Γ$和低动能喷流、低$Γ$、高动能喷流、在喷流半张角内倾斜观察的结构喷流和离轴“典型”GRB喷流的余辉。所有的喷气机模型都将在不同的时间尺度上产生可观察到的余辉。10-110天的余辉可以用中等倾角观测的高斯结构喷流来拟合，但不能直接再现伽玛暴。这些射流余辉模型可用于未来的GW检测NS合并对应的射流余辉起源。
2018-04-12 astro-ph.HE gr-qc
Constraining the Neutron-Star Equation of State via Short Gamma-Ray Burst X-ray Afterglows
本研究提出通过分析短伽马射线暴X射线余辉的内平台阶段约束中子星物态方程的新方法，结合观测数据与致密天体模型，得出中子星最大质量约为2.39倍太阳质量，为探测致密核物质提供了新框架。
2025-10-02 astro-ph.HE
Viewing short Gamma-ray Bursts from a different angle
最近，在aLIGO/Virgo和Fermi/GBM（称为GW 170817）合并的双星中子星中同时探测到了引力波（GW）和短寿命伽马射线辐射，这是建立多信使天文学的一个里程碑。合并中子星（NS）代表了短持续时间（< 2秒）伽马射线暴（GRB）的标准场景，GRB产生于准直的相对论膨胀喷流中，喷流的张角为几度，体洛伦兹因子为300-1000。虽然目前的aLIGO探测与预测一致，但从GW 170817 A测量到的微弱伽马射线发射，如果与距离为40 Mpc的合并事件相关，则比已知的短持续时间GRB（sGRB）少1000倍。因此，这种sGRB在本地宇宙中的存在要么是一个非常罕见的事件，要么表明人们对sGRB在其狭窄喷流之外的发射特性一无所知。在这里，我们表明，大多数以前检测到的微弱sGRB是本地的，在红移小于0.1，看到离轴。相比之下，更明亮的sGRB是在轴上看到的，因此距离更远，与测量的红移分布一致。检查所有费米/GBM sGRB的跨帧参数空间表明，与GW 170817 A相关的sGRB在其通量，光谱柔软度和时间结构的组合方面是极端的。我们确定了一组类似的伽玛暴，其中之一已与一个明亮的星系在75 Mpc。我们将离轴发射的sGRB的速率的估计，并预测，大多数未来的GW检测的NS-NS合并将伴随着微弱的伽马射线发射，与以前的想法相反。更频繁的sGRB离轴发射也意味着宇宙中外星生命的伽马射线致命…
2017-10-16 astro-ph.HE
Galaxy Strategy for LIGO-Virgo Gravitational Wave Counterpart Searches
在这项工作中，我们继续了Kanner等人开始的一系列研究，该研究详细介绍了利用窄视场望远镜（例如Swift X射线望远镜（XRT））来定位LIGO/Virgo的重力波（GW）触发器的策略。如果考虑产生~50%的光的最亮的星系，那么在典型的GW误差框内的星系数量将是几十个。我们发现，这个结果既适用于先进LIGO的早期，当范围很小，误差箱很大，在以后的几年里，误差箱很小，范围很大。与平铺整个误差框相比，这种策略具有将望远镜指向的数量减少10到100倍的有益特性。额外的星系数量减少将来自GW快速距离估计，这将限制搜索体积中的径向切片。结合明亮的星系策略和基于预期GW定位的卷积，我们发现2015年的搜索可以限制在大约18+/-5个星系，2017年大约23+/-4个星系，2020年大约11+/-2个星系。这假设了每个目标年的距离定位在或接近假定的NS-NS合并范围，并且这些总数被整合到该范围内。如果把这个数字加到地平线上，那么这个数字大约会翻一番。对于较近的本地化，总数将减少。我们在这项工作中提出的星系战略将使许多具有小视场的灵敏光学和X射线望远镜能够有意义地参与搜索，其中快速衰减余辉的前景将在快速响应时间上得到重视。
2015-08-14 astro-ph.HE
The Afterglow and Early-Type Host Galaxy of the Short GRB 150101B at z=0.1343
我们提出了短持续时间GRB 150101 B的X射线和光学余辉的发现，将事件精确定位到z=0.1343 +/- 0.0030的早期型宿主星系。这使得GRB 150101 B成为迄今为止发现的最短的GRB，拥有早期类型的宿主星系。通过拟合宿主星系的光谱能量分布，推断出恒星质量约为7 × 10^10 M_sol，恒星星族年龄约为2-2.5 Gyr，恒星形成速率<0.4 M_sol/yr^-1。GRB 150101 B的宿主星系是最大和最明亮的短GRB宿主星系之一，B带光度约为4.3L*，半光半径约为8 kpc。GRB 150101 B位于距其宿主中心7.35 +/- 0.07 kpc的投影距离处，位于其宿主静止框架光学光的微弱区域。它的位置，加上没有关联的超新星，与NS-NS/NS-BH合并的祖先一致。通过模拟宽带余辉的演化，我们计算出各向同性等效伽马射线和动能分别为~1.3x10^49 erg和~（6-14）x10^51 erg，环爆密度为~（0.8-4）x10^-5 cm^-3，喷流张角>9 °。利用持续约30天的观测数据，我们将相关千诺瓦辐射的上限定为<（2-4）x10^41 erg s^-1。我们比较搜索之前的短伽玛暴现有的kilonova模型，并证明了使用目前的地面设施进行有效的kilonova搜索从宇宙学短伽玛暴的困难。我们表明，在先进的LIGO/VIRGO地平线距离为20…
2016-08-30 astro-ph.HE
Constraining the Gravitational-Wave Afterglow From a Binary Neutron Star Coalescence
双中子星合并是丰富的物理实验室，可以通过地面干涉引力波探测器（如高级LIGO和高级室女座）进行。如果一个中子星残骸在合并中幸存下来，它可以发射出引力波，这种引力波可能被当前或下一代探测器探测到。长期存在的合并后阶段的物理学尚未得到很好的理解，因此难以建立模型。特别是引力波信号的相位没有很好地建模。在本文中，我们探索的方法，使用长持续时间合并后的引力波信号来约束的参数和剩余的属性。我们开发了一个相位不可知的似然模型，仅使用的频谱内容的参数估计和演示的贝叶斯上限的计算中没有信号。与毫秒磁星模型，我们表明，像GW 170817事件，一个长寿的遗迹的椭圆率可以被约束到小于约0.5的参数空间。
2020-02-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Rapid-response radio observations of short GRB 181123B with the Australia Telescope Compact Array
介绍了澳大利亚望远镜紧凑阵列（ATCA）的快速响应模式，并介绍了短持续时间伽马射线暴（GRB）181123 B的首次成功触发。对短GRB的早期射电观测可能会为高级LIGO和Virgo探测到的引力波事件的射电余辉特性提供重要的见解，这反过来又会为后续策略提供信息，以在其大的位置不确定性范围内寻找对应物。ATCA在爆炸后12.6小时内达到目标，当时震源已经升到地平线以上。虽然在8.3小时的观测过程中没有检测到无线电余辉，但我们分别在5.5和9 GHz获得了$7 \pm 12$和$15 \pm 11~μ$ Jy的强迫拟合通量密度。GRB 181123 B的余辉建模表明，在雨燕X射线望远镜的探测中加入ATCA力拟合的射电通量密度，对电子中热能的比例提供了更严格的约束（log $ε_e = -0.75^{+0.39}_{-0.40}$而不是log $ε_e = -1.13^{+0.82}_{-1.2}$，而不包括ATCA值），这与从GRB余辉建模中得出的典型$ε_e$的范围是一致的。这使我们能够预测，前向冲击波可能已经达到峰值的无线电波段$\sim10$天后爆发，产生可检测的无线电发射$\gtrsim3-4$天后爆发。总体而言，我们证明了非常快速的无线电后续瞬态和触发的无线电观测约束伽玛射线暴冲击波属性的重要性，无论是否有检测，通过列入强制拟合的无线电通量密度余辉建模工作的潜力。
2021-03-09 astro-ph.HE
On the energetics of a possible relativistic jet associated with the binary neutron star merger candidate S190425z
先进的LIGO和Virgo探测器于2019年4月25日在第三次观测运行S190425 z中报告了第一个二元中子星合并候选者。INTEGRAL卫星几乎巧合地报告了一个微弱的$γ$射线过量，该卫星意外地覆盖了AdvLIGO/VIRGO的整个定位区域。较长波长的电磁跟踪没有导致检测到任何相关的对应物。在这里，我们结合现有的信息，从引力波测量和上限的注量从\textit{INTEGRAL}显示的意见是完全一致的相对论高斯结构喷流和一个典型的短持续时间伽马射线暴（GRB）正在合并中产生。在不同的先验分布下，我们得到了轴上各向同性等效能量的后验界。这项研究表明，即使是有限的GW和EM信息可以结合起来，产生有价值的见解流出的合并。未来的后续行动可能有助于进一步限制喷流结构，特别是如果有一个孤儿余辉检测与候选人。
2020-01-06 astro-ph.HE
Discovery and redshift of an optical afterglow in 71 square degrees: iPTF13bxl and GRB 130702A
我们报告发现了伽马射线暴（GRB）130702 A的光学余辉，该余辉是在费米伽马射线暴监测器（GBM）定位周围71平方度的范围内进行搜索后发现的。iPTF 13 bxl由中间的Palomar Transient Factory（iPTF）发现并表征，是第一个完全基于GBM定位发现的余辉。实时图像减法、机器学习、人工审查和快速响应多波长跟踪使我们能够快速将27，004个光学瞬态候选者的列表缩小到单个余辉样源。Swift探测到一个新的衰落X射线源，CARMA和VLA探测到一个无线电对应源，证实了iPTF 13 bxl和GRB 130702 A之间的联系。麦哲伦和帕洛玛200英寸望远镜的光谱显示余辉的红移为z=0.145，使GRB 130702 A成为迄今为止发现的最低红移的GRB之一。瞬发伽玛射线能量释放和余辉亮度介于典型的宇宙学伽玛暴和附近的次发光事件（如GRB 980425和GRB 060218）之间。明亮的余辉和新兴的超新星提供了一个广泛的全色后续行动的机会。我们对iPTF 13 bxl的发现证明了每年约10次费米-iPTF定位的第一个观测原理证明。此外，它代表了克服在高级LIGO和Virgo时代发现微弱光学对应物以消除局部引力波事件所固有的挑战的重要一步。
2013-10-08 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Evidence for a dual population of neutron star mergers from short Gamma-Ray Burst observations
短持续时间的伽马射线暴被认为起源于双星系统中中子星的合并。它们被检测为短暂的（$<$ 2秒），强烈的伽马射线辐射闪光，随后是较弱的，迅速减少的余辉。当它们的灵敏度足够低时，它们有望被先进的LIGO和Virgo探测到。在最近的一项研究中，我们发现了一群短伽马射线暴，它们本质上是微弱的，而且就在附近。在这里，我们提供的证据，有利于存在这种新的人口，很难复制与场中子星二元聚结模型。我们认为这些系统可能是球状星团中动态产生的，并且可能是黑洞和中子星合并的结果。先进的LIGO和Virgo观测到了与球状星团动力学形成相一致的高速率NSBH合并，这将证实这一假设，并将有助于推导出球状星团内黑洞的质量函数，以及微弱短伽玛暴的光度函数。
2016-06-09 astro-ph.HE
Follow-up of Neutron Star Mergers with CTA and Prospects for Joint Detection with Gravitational-Wave Detectors
本文研究了利用引力波探测器和切伦科夫望远镜阵列（CTA）联合探测双中子星合并的概率，发现高动能、高环境密度及特定观测角度下的事件最可能被探测到，联合探测率每年介于0.003至0.5次。
2024-09-12 astro-ph.HE
DDOTI Observations of Gravitational-Wave Sources Discovered in O3
我们目前的光学后续观测与DDOTI望远镜的引力波事件检测在先进的LIGO和先进的处女座O3观测运行。DDOTI能够在几分钟内对警报做出响应，具有约69度$^{2}$的瞬时场，并根据条件在1000 μ s的曝光中获得$w_{\rm lim}=18.5$至20.5 AB mag的$10σ$上限。我们观察到了54%（48个中的26个）未收回的引力波警报，没有发现任何电磁对应物。我们将我们的上限与各种可能的对应物进行比较：千诺瓦AT~ 2017 gfo，放射性和磁星动力千诺瓦模型，短伽马射线暴余辉和活动星系核耀斑。虽然大的位置不确定性的GW源不允许我们在O3放置强有力的约束，DDOTI观测O 4及以后的本地化GW事件可以有意义地约束模型的紧凑的二进制合并。我们发现DDOTI能够探测到类似于AT~ 2017 gfo的千诺沃核，探测范围高达200~Mpc，磁星驱动的千诺沃核高达1~Gpc。我们计算出，如果在轴上观察，附近的（$\lesssim$ 200 Mpc）余辉有很高的机会（$\approx$ 70\%）被快速（$\lesssim$ 3小时）DDOTI观测检测到，而离轴余辉是不太可能看到的。最后，我们认为，长期监测大规模BBH事件与DDOTI可以确认或排除晚期活动星系核耀斑与这些事件。
2021-07-19 astro-ph.HE
A year in the life of GW170817: the rise and fall of a structured jet from a binary neutron star merger
我们提出了我们的长达一年的余辉监测结果的GW 170817，第一个二元中子星（NS）的合并检测先进的LIGO和先进的处女座。澳大利亚望远镜紧凑阵列（ATCA）和钱德拉X射线望远镜的新观测被用来限制其后期行为。从无线电到X射线的宽带发射，在所有时期都可以用指数为~0.585的简单幂律谱来描述。余辉在经历了一个最初的~t^0.9的微弱上升之后，出现了一个平稳的转折，在160 d时达到峰值X射线光度~ 5e 39 erg/s，现在进入了一个快速下降的阶段~ t^2。最新的时间趋势挑战了大多数模型的扼流射流/茧系统，而是与相对论结构射流的出现相一致，从其轴的角度为~22度。在此模型下，爆炸的性质（如爆炸波能量E_K~ 2 E_（50）erg，喷流宽度θ_c~4 deg，环境密度n~3E-3 cm^（-3））与宇宙学短暴的性质符合得很好。
2019-08-13 astro-ph.HE
The Needle in the 100 deg2 Haystack: Uncovering Afterglows of Fermi GRBs with the Palomar Transient Factory
费米伽玛射线空间望远镜极大地扩展了观测伽马射线暴（GRB）的数量和能量窗口。然而，费米伽玛暴监测仪提供的几十到一百平方度的粗略定位对定位爆发的宿主星系、测量它们的红移和跟踪它们的全色余辉构成了巨大的障碍。我们已经建立了一个目标的机会模式的中间帕洛玛瞬态工厂，以执行有针对性的搜索费米余辉。在这里，我们提出了一年的结果，这个计划：8余辉发现了35个搜索。其中两个有馀辉的爆发（GRB 130702A和140606B）是在低红移（z分别为0.145和0.384），光谱证实是宽线Ic型超新星。我们提出了我们的宽带后续行动，包括光谱以及X射线，紫外线，光学，毫米波和无线电观测。我们研究可能的选择效应的背景下，总费米和雨燕伽玛暴样品。我们确定了一个新的异常值的Amati关系。我们发现，这两个爆发是一致的温和的相对论冲击爆发的祖星，而不是超相对论内部冲击机制，权力标准的宇宙学爆发。最后，在Zwicky瞬态设施的背景下，我们将讨论我们将如何继续扩大这一努力，以找到光学对应的二元中子星合并，可能很快就会发现先进的LIGO和处女座。
2015-06-09 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Searching for high-energy gamma-ray counterparts to Gravitational Wave sources with Fermi-LAT: a needle in a haystack
预期至少一部分引力波（GW）祖细胞以短伽马射线暴（sGRB）的形式发射电磁（EM）信号。发现这样的瞬态EM对应物是具有挑战性的，因为\LIGO / \VIRGO定位区域比X射线、光学和射电望远镜的视场大得多（几百平方度）。费米大天区望远镜（LAT）有一个宽视场（$\sim 2.4$ sr），每年可以探测到100 MeV以上的$\sim 2-3$ sGRB。它不仅可以在短的瞬发阶段探测到它们，而且可以在它们长时间的高能余辉阶段探测到它们。如果其他宽场高能仪器（如Fermi-GBM、Swift-BAT或INTEGRAL-ISGRI）在瞬发阶段无法以足够的精度检测或定位EM对应物，则LAT可以在余辉阶段以$\lesssim 10$ arcmin精度对其进行精确定位。这种情况经常发生在伽马射线暴中。此外，LAT将在正常操作期间的任何触发的数小时内覆盖整个定位区域，从而允许测量或约束任何EM对应物的$γ$射线通量。我们说明了两个新的特设方法来搜索EM同行的LAT和他们的应用程序的GW候选人LVT 151012。
2017-06-05 astro-ph.HE
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
A Jet Break in the X-ray Light Curve of Short GRB 111020A: Implications for Energetics and Rates
本文介绍了短伽玛暴111020 A的余辉和环境的宽带观测结果。来自Swift/XRT、XMM-Newton和Chandra的大范围X射线光变曲线，跨越爆发后约100秒至10天，揭示了在t~2天时的显著断裂，断裂前和断裂后的下降率分别为alphaX，1 ~ -0.78和alphaX，2<-1.7。解释为射流中断，我们推断出一个平行的流出与~3-8度的开放角度。由此产生的波束校正的伽玛射线（10-1000 keV波段）和爆炸波动能分别为（2-3）e48 erg和（0.3-2）e49 erg，范围取决于未知的红移的爆发。我们报告了EVLA观测到的<39 microJy（3-sigma）的射电余辉极限，连同我们发现的vc<vX，将环击暴密度限制在n~0.01-0.1 cm^（-3）。光学观测提供了爆发后18小时的余辉极限i>24.4等，并揭示了一个潜在的宿主星系，i~24.3等。钱德拉的亚弧秒定位提供了一个精确的0.80”+/-0.11”（1-sigma）的偏移，对应于z=0.5-1.5的5-7 kpc的偏移。我们发现了一个高的过剩中性氢柱密度为（7.5+/-2.0 e21 cm^（-2）（z=0）。我们的观测结果表明，越来越多的短伽玛暴是准直的，这可能导致真实的事件发生率>100-1000 Gpc^（-3）yr^（-1），这与NS-NS的合并发生率约为200-3000 Gpc^（-3）y…
2012-04-24 astro-ph.HE
The electromagnetic and gravitational-wave radiations of X-ray transient CDF-S XT2
中子星并合可能产生超大质量甚至稳定中子星的残余，这已被观测到的一些伽马射线暴（GRB）余辉的X射线平台所间接支持。最近，Xue等人（2019）发现了一种X射线瞬态CDF-S XT 2，其由来自双NS合并的磁星通过X射线平台和后续步进相位供电。然而，平台发射后的衰减斜率略大于电磁场（EM）中自旋下降的理论值，主要是由于失去了其旋转能量。本文假设这种X射线发射特征是由一个超大质量磁星中心引擎在黑洞坍缩过程中存活数千秒所引起的。在此基础上，我们对CDF-S XT 2和其他具有内坪样品的短伽玛暴的X射线坪亮度、破裂时间和磁星参数进行了比较。采用塌缩时间约束状态方程，发现GM 1、DD 2和DDME 2三个状态方程与观测数据一致。另一方面，如果磁星释放的最大转动能量是GW辐射，我们也限制了NS椭圆率的上限，它在$[0.32-1.3]\times 10^{-3}$范围内。它的GW信号不能被aLIGO探测到，甚至将来更灵敏的爱因斯坦望远镜也不能探测到。
2020-08-19 astro-ph.HE
Kilonova Emission From Black Hole-Neutron Star Mergers. II. Luminosity Function and Implications for Target-of-opportunity Observations of Gravitational-wave Triggers and Blind Searches
我们详细模拟了黑洞-中子星（BH-NS）合并的千诺瓦和伽马射线暴（GRB）余辉和千诺瓦光度函数，并讨论了电磁（EM）对应物在引力波（GW）探测、GW触发的机会目标观测和时域盲搜索中的可探测性。合并后在$0.5\,{\rm days}$的BH-NS千超新星的预测绝对星等落在$[-10,-15.5]$。模拟的光度函数包含了各向异性kilonova辐射的潜在视角分布信息。我们模拟了GW检测率，可检测距离和信号持续时间，为未来的第二/2.5/第三代GW检测器网络。如果黑洞有更高的对齐自旋，而质量较小的NS有更硬的EoS，那么BH-NS倾向于产生更明亮的千诺瓦和余辉。kilonova的可探测性对BH自旋特别敏感。如果BH通常具有低自旋，则BH-NS EM对应物很难发现。对于第二代GW探测器网络，即使假定BH高自旋，也需要$m_{\rm limit}\sim23-24\,{\rm mag}$的极限幅度来探测千新星。因此，在LIGO/Virgo O3期间缺乏BH-NS相关kilonova检测的合理解释是，要么没有EM对应物（暴跌事件），要么目前的后续行动太浅。这些观测仍然有机会探测到与sGRB或孤儿余辉相关的轴上喷流余辉。后续观测可以检测到可能相关的sGRB余辉，从中可以研究kilonova签名。对于时域观测，建议在红度滤波器中进行高节奏搜索，以检测更多与BH-NS相关的千新星和余辉。
2021-05-05 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Gravitational waves from post-merger radially-oscillating millisecond pulsars
对短持续伽马射线暴及其余辉的观测表明，很大一部分（也许是$\gtrsim50\%$）的双中子星合并会导致强磁化、快速旋转的磁星（包括毫秒磁星），无论脉冲星残余是短寿命还是长寿命。最近的数值模拟表明，这种紧凑的物体很可能具有显著的径向振荡和较高的内部温度。本文研究了双中子星合并后可能存在的径向振荡的双星的旋转引力辐射，发现这种机制可以有效地抑制径向振荡。由此产生的引力波（GW）可能对高频谱有不可忽略的贡献。我们提供了一个数量级的事件率估计，并建议这样的GW事件将与先进的LIGO/处女座或下一代探测器检测。我们的讨论也可以应用于新生的，径向振荡，毫秒恒星通过其他天体物理过程形成。
2019-02-21 astro-ph.HE
The Smoking Guns Of Neutron Stars Mergers
在引力波（GW）中探测到的第一个中子星合并（NSM），即GW 170817 A之后的短硬伽马射线暴（SHB）170817 A，毫无疑问地表明NSM产生了波束SHB。它的低光度和其他不同于普通SHB的性质被预测的伽马射线暴的炮弹模型。低光度（LL）SHB主要是在离轴很远的地方观察到的普通SHB。它们主要是由附近的非市场管理者生产的。由于光束，大多数的NSM，包括那些在目前的Ligo-Virgo视界内的NSM，都会产生SHB，其中大部分是从地球上看不见的。但是，它们的脉冲星风星云由残余中子星的自旋提供动力，产生了具有普遍时间形状的早期各向同性余辉。NSM的这支冒烟的枪是可以检测到的，而不依赖于SHB是可见的，还是因为被光束射走而从地球上看不见。
2018-11-10 astro-ph.HE
A Deep Chandra X-ray Study of Neutron Star Coalescence GW170817
我们报告钱德拉观测GW 170817，第一个中子星-中子星合并发现的联合LIGO-Virgo合作，和第一次直接检测引力辐射与电磁对应物，费米短伽马射线暴GRB 170817 A。该事件发生在2017年8月17日，随后的观测发现了一个光学对应物SSS 17 a，与NGC 4993（约10 arcsec分离）重合。早期的钱德拉（Δt ~ 2天）和雨燕（Δt ~ 1-3天）观测在光学位置上没有探测到，但在触发后约9天的钱德拉监测显示一个X射线点源与SSS 17 a重合。我们提供了两个深度钱德拉观测，总计约95 ks，收集于2017年9月01-02日（Δt ~ 15-16天）。我们探测到SSS 17 a的X射线发射，其L_{0.3-10 keV} = 2.6^{+0.5}_{-0.4} x 10^38尔格，伽马= 2.4 +/- 0.8的幂律谱。我们发现，与该源相关的双星NS合并的X射线光变曲线与离轴短伽马射线暴的余辉一致，喷流与视线成>~23度角。这一事件标志着LIGO-Virgo引力波源的第一个电磁对应物和离轴短GRB的第一个识别。我们还证实了NGC 4993的扩展X射线发射（L_{0.3-10 keV} ~ 9 x 10^38尔格）与其E/S 0星系分类一致，并报道了该领域的两个新的钱德拉点源，CXFJ 130948和CXFJ 130946。
2017-10-19 astro-ph.HE
Constraining the ellipticity of new-born magnetar with the observational data of Long gamma-ray bursts
在许多长伽马射线暴（LGRB）中观测到的X射线平台发射通常被解释为快速旋转、高度磁化的中子星（毫秒磁星）的自旋亮度下降。如果这是真的，那么磁星可能会由于非轴对称变形或各种恒星振荡而发出与X射线平台相关的扩展引力波（GW）发射。先进的LIGO和Virgo探测器多年来一直在寻找长时间的GW瞬变，迄今为止还没有发现任何来自磁星的GW证据。在磁星模型假设下，我们尝试在30个LGRB的电磁观测中寻找GW辐射的特征。我们利用LGRB平台的观测结果来约束新生磁星的性质，包括初始自旋周期$P_0$、偶极磁场强度$B_p$和椭圆率$ε$。我们发现磁星参数之间存在一些紧密的关系，例如，$ε\propto B_p^{1.29}$和$B_p\propto P_0^{1.14}$。此外，我们还通过磁星样品的自旋下降过程得到了它们的GW应变，发现这些物体的GW可能无法被aLIGO和ET探测器探测到。对于快速旋转的磁星（$P\sim 1\mbox{ ms}$、$ B \sim10^{15}\mbox{ G}$），先进LIGO O 5探测器的探测范围是$\sim 180\mbox{ Mpc}$。这种与X射线平台相关的GW信号的检测将是GRB的中心引擎是磁星的确凿证据。
2022-06-26 astro-ph.HE
Synthetic off-axis light curves for low energy gamma-ray bursts
我们提出了大量的伽马射线暴（GRB）余辉光变曲线计算的结果，通过结合高分辨率的二维相对论流体力学模拟使用RAM与同步辐射代码。结果得到射流能量，环爆介质密度和射流角度典型的短和underluminous GRB，不同的观察者角度和观察者频率从低无线电（75 MHz）的X射线（1.5千电子伏）。我们总结了光变曲线，通过光滑的幂律拟合与多达三个休息，涵盖小的观察者角度的射流休息，大的观察者角度的上升阶段和反喷的上升和衰减。所有光变曲线数据均可通过http://cosmo.nyu.edu/afterglowlibrary公开获取。这些数据可以用于模型拟合观测数据，并作为预测未来望远镜（如LOFAR或SKA）观测结果的辅助工具，并将有利于使用不同通道（如LIGO或Virgo的引力波观测）研究中子星合并。对于小的观察者角度，我们发现喷流中断时间在频率之间变化很大，无线电中的中断时间大大推迟。增加观察者角度也推迟了测量的射流中断时间。对于大的观察者角度，光变曲线的上升阶段具有复杂的形状，不能总是由简单的幂律来概括。除了非常大的观测角度外，反喷流是光变曲线中的一个明显特征，尽管在实践中，到那时信号将非常难以观察。
2011-05-04 astro-ph.HE
Low-Γ jets from Compact Binary Mergers as Candidate Electromagnetic Counterparts to Gravitational Wave Sources
据认为，具有中子星或中子星和黑洞成分的致密双星合并会产生各种电磁对应物：超相对论喷流产生的短伽马射线暴，随后是宽带余辉; r过程元素放射性衰变产生的半各向同性千诺瓦;以及晚期射电耀斑;如果来自这种合并的喷流遵循与其他天体物理喷流相似的洛伦兹因子的幂律分布，那么合并喷流的总体将由低-Γ值主导。对于低-Γ喷流，与短伽玛暴相关的瞬发γ射线将被抑制，而当激波在环境介质中形成时，喷流能量将以X射线/光学/射电瞬变形式释放。利用蒙特卡罗模拟，我们研究了这样的瞬态作为候选电磁对应物的LIGO/Virgo探测到的引力波源的属性。大约78%的合并喷流导致失败的伽玛暴，光学峰值14-22等，全天率为每年2-3次。
2016-10-05 astro-ph.HE
The lightcurve of the macronova associated with the long-short burst GRB 060614
{ \it Swift}探测到的GRB 060614是一个独特的爆发，它跨越了长持续时间和短持续时间伽马射线暴（GRB）之间的想象鸿沟，多年来，它的物理起源一直备受争议。最近，在GRB~060614的VLT和HST光学余辉数据的联合分析中，在爆发后的$t\sim 13.6$天确定了一个明显的非常软的F814 W带过剩，这被解释为伴随的Li-Paczynski macronova（也称为kilonova）的证据。假设爆发后$1.7-3.0$天时间间隔内的余辉数据是由于外部正向激波发射造成的，当将这一假设外推到以后的时间时，发现在几个多波段光度观测中有过量的通量。这个分量出现在爆发后的$\sim$ 4天，它可能代表了第一次获得macronova的多历元/波段光变曲线。与GRB 060614相关的macronova在爆发后的$t\lesssim 4$天达到峰值，这明显早于与长持续时间GRB相关的超新星的观测。由于数据有限，没有发现温度演化的强有力证据，我们对$\sim 16.3^{+16.3}_{-8.2}~{\rm Gpc^{-3}}{\rm yr^{-1}}$的macronova率进行了保守估计，这意味着即将到来的Advanced LIGO/VIRGO/KAGRA探测器（即，速率为${\cal R}_{\rm GW} \sim 0.5^{+0.5}_{-0.25}(D/200~{\r…
2015-09-24 astro-ph.HE
