Are Delayed Radio Flares Common in Tidal Disruption Events? The Case of the TDE iPTF16fnl
潮汐破裂事件的射电辐射起源于外流与超大质量黑洞的环核物质的相互作用。反过来,这种无线电发射可以用来探测事件和CNM发射的外流的性质。直到最近,无线电发射只在相对较少的事件中被检测到。虽然观测到的无线电辐射指向不同性质的相对论或次相对论外流,但它也表明外流是在恒星破裂后不久发射的。然而,最近,在TDE ASASSN-15 oi的情况下,报告了恒星破裂后数月和数年的延迟射电耀斑。这些延迟的耀斑表明外流的发射延迟,因此可能为SMBH吸积物理学提供新的见解。在这里,我们提出了一个新的无线电数据集的另一个TDE,iPTF 16 fnl,并讨论了延迟的射电耀斑已被观察到的可能性,在这种情况下,光学发现后5个月,这表明这种现象可能是常见的TDE。与ASASSN-15 oi不同,iPTF 16 fnl的数据是稀疏的,延迟的射电耀斑可以用几种替代模型来解释:其中包括复杂的变化的CNM密度结构和延迟的外流喷射。
2021-10-28 astro-ph.HE
Compact binary merger and kilonova: outflows from remnant disc
从致密双星合并后的残留盘中发射出的外流对千诺瓦辐射可能有重要贡献。本文通过数值计算研究了吸积流和外流的结构。通过在超吸积盘中引入有限能量平流,由于粘性加热与平流和辐射冷却之和之间的不平衡,吸积流自然地发生流出。根据这种精神,我们重新审视合并流出喷出物的属性。我们的研究结果表明,大约$10^{-3} \sim 10^{-1} M_\odot$的光盘质量可以推出强大的外流。未结合质量的量随圆盘质量和粘度而变化。流出贡献的峰值亮度约为$10^{40} \sim 10^{41}$ erg/s。这种情况可以解释观测到的与短伽马射线暴相关的千诺瓦,包括最近的事件AT 2017 gfo(GW 170817)。
2018-01-29 astro-ph.HE
Interaction of an outflow with surrounding gaseous clouds as the origin of the late-time radio flares in TDEs
本研究提出外流与核周气态云相互作用是TDE晚期射电耀斑的起源,通过计算射电特征成功解释观测,并具有解释长延迟、尖锐上升和多重性的优势。
2024-12-14 astro-ph.HE
Delayed Radio Flares in Tidal Disruption Events from Star-Disk Collision Outflows
Columbia University(哥伦比亚大学);New York University(纽约大学);Flatiron Institute(平托研究所);Max Planck Institute for Astrophysics(马克斯·普朗克天体物理学研究所)
提出潮汐瓦解事件(TDE)中延迟外流的新机制:TDE吸积盘与预先存在的极端质量比旋进(EMRI)恒星反复碰撞,产生速度约0.02-0.1c、质量约10^{-3}-1太阳质量的外流,解释延迟射电耀斑。
2026-05-27 astro-ph.HE
Outflow Bubbles from Compact Binary Mergers Embedded in Active Galactic Nuclei: Cavity Formation and the Impact on Electromagnetic Counterparts
提出了一种新的活动星系核(AGN)吸积盘中致密双星合并可能产生电磁辐射的设想。活动星系核中的核星团是致密恒星双星(CSB)的可能形成地,它们的合并可以通过引力波(GW)探测到。我们研究了活动星系核盘中CSB的吸积和外流。我们表明,这些外流很可能会创建外流“腔”的活动星系核磁盘合并之前,这使得EM或中微子的同行比预期的要少得多。我们讨论了可检测的EM对应物的必要条件内的流出空腔合并。如果合并后的残余黑洞经历了一个高的反冲速度,可以进入活动星系核盘,它可以以超爱丁顿速率吸积气体,新形成一个类似空腔的结构。这个泡沫可以在合并后的一天到一周内从盘中破裂。这样的爆发发射可以足够明亮,可以被当前的软X射线仪器检测到,例如Swift-XRT和Chandra。
2021-05-29 astro-ph.HE
Delving into the depths of NGC 3783 with XRISM III. Birth of an ultrafast outflow during a soft flare
XRISM III观测揭示NGC 3783软耀斑期间超高速喷流的诞生,其动力学特征与太阳日冕质喷射相似,暗示磁重联驱动机制。
2025-12-09 astro-ph.HE
Constraining coherent low frequency radio flares from compact binary mergers
由于模型中存在很大的不确定性,致密双星合并(至少包含一颗中子星)的相干射电辐射的存在和可探测性仍然受到很差的约束。这些紧凑的双星合并最初可能被发现为短伽马射线暴(SGRB)或通过它们的引力波发射。一些无线电设施已经开发了快速反应模式,使它们能够触发这些事件并搜索这种发射。在本文中,我们使用最深的可用约束GRB 150424 A,这是通过与默奇森宽场阵列的触发观测得到的约束这种相干无线电发射。然后,我们扩大这一分析,以确定磁星合并残余物,可能会形成通过一般人口的二进制中子星合并的属性。我们的研究结果表明,许多潜在的相干发射机制,已经提出了这样的事件可以检测到或非常严格地限制由当前一代的低频射电望远镜所使用的互补策略。
2019-08-09 astro-ph.HE
Flares, jets and quasi-periodic outbursts from neutron star merger remnants
通过含亚格子发电机的数值相对论模拟,研究发现强磁化HMNS并合早期可产生准周期电磁耀发与轻度相对论喷流,或解释SGRB前兆及其千赫兹子结构。
2023-04-05 astro-ph.HE
Interpreting GRB170817A as a giant flare from a jet-less double neutron-star merger
我们发现GRB 170817 A和GW 170817之间的延迟与离轴相对论性喷流的去束发射是不相容的。即时发射和随后的无线电和X射线观测可以在类似巨型耀斑的情况下进行解释,这是由磁流体动力学放大产生的超强磁场驱动的相对论外流的结果,在合并的祖双中子星双星期间。在这样的图像中,数据表明外流必须具有陡峭的速度剖面,具有相对快的尾部延伸到Gamma~8。由于发射这种外流的条件是相当普遍的,并且速度剖面的存在是加速过程的自然期望,大多数中子星双星合并应该具有这种准各向同性的硬X射线发射分量,这可以成为发现与相对较近的引力波事件相关的额外千新星的强有力的指导。
2018-08-27 astro-ph.HE
Resonant Shattering Flares in Black Hole-Neutron Star and Binary Neutron Star Mergers
共振破碎耀斑(RSFs)是伽马射线的爆发,预计是由中子星(NS)在双星螺旋上升期间的潮汐共振触发的。它们强烈依赖于NS表面的磁场强度。通过模拟这些耀斑的结果是多个碰撞的相对论壳层发射期间的共振窗口,我们发现,提示非热伽马射线发射可能有光度高达几个$\times10^{48}\text{ erg/s}$,并可以产生宽带余辉。我们使用BPASS人口合成代码计算可检测RSFs的预期速率,并对合并前表面磁场强度的演变有不同的假设。我们发现可检测的RSFs的速度是每年的BHNS合并和$\sim 0.0001-5$每年的NSNS合并,与下限对应的表面场衰减与磁热演化在纯粹的地壳领域一致,而上限的系统具有较长寿命的表面磁场支持的磁通冻结到超导核心。如果一些观测到的SGRB前体耀斑确实是RSF,这表明存在一个寿命较长的表面场的一部分中子星人口,我们可以预期RSF是最常见的可检测的EM对应GW检测BHNS合并。在GRB 170817 A之前未检测到RSF提供了$B_{\rm surf}\sim 10^{13.5} \text{ G}$的祖NS磁场的上限。
2022-06-10 astro-ph.HE
A second radio flare from the tidal disruption event AT2020vwl: a delayed outflow ejection?
本研究通过长期射电频谱监测发现 AT2020vwl 的第二次射电耀发,推断其源于延迟的低速高能外流抛射或再能量注入,且时间接近吸积率峰值。
2024-10-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Flares from merged magnetars: their prospects as a new population of gamma-ray counterparts of binary neutron star mergers
本文提出并合磁星在并合后数天内的毫秒周期自旋阶段会产生0.1-10 MeV耀发,估计Fermi/GBM可能已探测到约0.1-10例,并指出可通过搜索弱短GRB中的毫秒周期调制来识别。
2023-08-11 astro-ph.HE
Delayed Radio Flares from a Tidal Disruption Event
潮汐破裂事件(TDEs)的无线电观测-当恒星被超大质量黑洞(SMBH)潮汐破裂时-为研究SMBH附近的外流及其与SMBH吸积的联系提供了独特的实验室。到目前为止,只在少数几个TDE中检测到无线电发射。在这里,我们报告的延迟无线电耀斑的检测从光学发现的TDE。我们对TDE ASASSN-15 oi的即时射电观测显示,直到六个月后探测到耀斑才有射电发射,几年后又探测到第二个更亮的耀斑。我们发现,标准的情况下,在恒星破裂后,流出短暂发射,是无法解释的延迟耀斑的时间和光谱特性相结合。我们认为,耀斑是由于延迟喷出的外流,也许在吸积状态的过渡。我们的发现激发了在不同时间尺度上对TDE的观察,并强调了对新模型的需求。
2021-02-22 astro-ph.HE
Shock within a shock: revisiting the radio flares of NS merger ejecta and GRB-supernovae
双中子星(NS)合并或高能超新星(SNe)中的快速喷出物在撞击周围环境介质时会产生晚期同步辐射。这种射电耀斑的模型通常假设喷出物膨胀到未扰动的星际介质中。然而,它也是众所周知的,二进制NS合并和宽线IC SNe可以窝藏相对论喷射流出。在这项工作中,我们表明,这样的射流冲击周围的ISM提前喷出物,从而疏散介质中的喷出物随后碰撞。使用一个理想化的球对称模型,我们说明,这抑制喷出物射电耀斑在早期$t < t_{\rm col} \approx 12 \, {\rm yr} \, (E_{\rm j}/10^{49} \, {\rm erg})^{1/3} (n/1 \, {\rm cm}^{-3})^{-1/3} (v_{\rm ej}/0.1c)^{-5/3}$,其中$E_{\rm j}$是喷流能量,$n$ ISM密度,和$v_{\rm ej}$喷出物速度。我们还表明,这可以产生一个尖锐的峰值增强的光曲线在$t = t_{\rm col}$。这对GW170817和未来的双星NS合并、伽马射线暴(GRB)SNe、长达十年的射电瞬变(如FIRST J1419)以及其他可能的相对论性外流先于缓慢移动的喷出物的事件的射电观测都有影响。未来的数值工作将扩展这些分析估计和治疗的多维性质的问题。
2020-04-27 astro-ph.HE
Late-time Radio Flares in Tidal Disruption Events
本文提出潮汐瓦解事件晚期射电耀发源于Bondi半径外密度变平导致的外流扫积上升模型,可拟合光变曲线并约束黑洞与外流性质。
2024-06-17 astro-ph.HE
Anisotropic multimessenger signals from black hole neutrino-dominated accretion flows with outflows in binary compact object mergers
黑洞与中子星或中子星双星合并后可能产生黑洞超吸积系统。在高质量吸积率的情况下,超吸积盘处于中微子主导的吸积流(NH3)状态,并发射出大量各向异性MeV的中微子。这些中微子中只有一小部分在盘外的空间中湮灭,然后发射出超相对论喷流,这些喷流从合并喷出物中脱离出来,为伽马射线暴提供动力。合并和它们的残余物通常被认为是引力波(GW)、中微子和千子波的来源。各向异性的中微子发射和各向异性的高速物质从中央BH NH3系统流出,也可以触发强GW和发光盘流出驱动(DOD)kilonovae,分别。本文给出了从具有外流的NDAF中得到的各向异性多信使信号,包括DOD kilonovae、MeV中微子和GWs。结果表明,在相同距离上,DOD kilonovae的典型AB星等低于AT 2017 gfo,且随观测角度的增大而减小,其各向异性对外流质量分布不敏感,而主要由速度分布决定。由于具有$\gtrsim 10~\rm MeV$的中微子主要产生于盘的内部区域,它们将被相对论效应显著地偏转到大视角。此外,各向异性中微子引起的引力波应变随视角的增加而增加。不同视角下BH-NS/BNS合并多信使探测的积累可能进一步验证了有流出的NDAF的存在。
2021-11-06 astro-ph.HE
Evidence for an emerging disc wind and collimated outflow during an X-ray flare in the narrow-line Seyfert 1 galaxy Mrk 335
2015年12月对窄线Seyfert 1(NLS 1)Mrk 335的触发140 ks XMM-牛顿观测捕获了自2007年以来最低的X射线通量。NLS 1在观测的前120 ks是相对静止的,在最后20 ks,它的亮度大约是耀斑的5倍。虽然只有部分耀斑被捕获之前,观测终止,数据显示耀斑和静止阶段之间的显着差异。在低通量状态下,Mrk 335展示了一个反射占主导地位的光谱,这是克尔黑洞周围致密日冕的结果。除了快速增亮之外,耀斑还被光谱软化和反射率下降所描述,这与先前的观测结果一致,主张Mrk 335中至少有一部分日冕可能是中止喷流的基础。在耀斑间隔期间的光谱揭示了2-3 σ水平之间的几个残差,这可能归因于高度电离等离子体的吸收线,该等离子体在v~0.12c处向外移动。可能是耀斑期间亮度的增加增强了辐射压力,足以引发可能的风。如果风确实对日冕光度的变化有反应,那么它一定位于80 Rg以内。这个距离的逃逸速度与估计的风速相当。如果得到证实,这是第一个无线电安静活动星系核表现出扩散和准直外流行为一致的例子。
2019-01-23 astro-ph.HE
Magnetic Field Strength Effects on Nucleosynthesis from Neutron Star Merger Outflows
本研究通过广义相对论磁流体动力学结合蒙特卡洛中微子输运模拟三个不同初始磁场的并合后黑洞吸积盘,发现磁场强度提升会增加抛射质量,显著影响喷流几何,且锕系元素产率对磁场高度敏感,或可解释贫金属富r-过程恒星的锕系丰度差异。
2023-11-10 astro-ph.HE
Electromagnetic Flares Associated with Gravitational Waves from Binary Black Hole Mergers in AGN Accretion Disks
本文研究了AGN盘内双黑洞并合产生的引力波事件GW190521相关的电磁耀斑,通过动力学模型分析外流、喷流头、喷流茧和盘茧四个组分的激波突破与冷却发射,发现外流或盘茧可解释观测信号,并给出了两者的最佳拟合光变曲线和光谱能量分布。
2024-09-27 astro-ph.HE
Could an X-ray Flare after GRB 170817A Originate from a Post-merger Slim Accretion Disc?
GRB 170817 A是费米-GBM 1.7 μ s探测到的中子星双星合并后的一个新发现,它首次提供了中子星合并和短持续时间伽马射线暴之间联系的直接证据。GRB 170817 A之后的X射线观测表明,可能有一个X射线耀斑,其峰值亮度在第156天附近的$L_{\rm peak} \sim 2\times 10^{39}\,{\rm erg\,s}^{-1}$。在这里,我们表明,这种X射线耀斑可以理解的基础上,一个紧凑的对象周围的薄盘。一方面,存在着最大的吸积率$\dot M_{\rm max}$的薄盘,在此之上的光学厚流出是显着的,从光盘的辐射是模糊的。基于能量平衡分析,我们发现当细长盘的角速度介于$\rm (1/5)^{1/2}Ω_K$和$\rm Ω_K$之间时(其中$\dot M_{\rm Edd}$为爱丁顿吸积率,$Ω_K$为开普勒角速度),$\dot M_{\rm max}$介于$\sim 4\dot M_{\rm Edd}$和$\sim 21\dot M_{\rm Edd}$之间.利用$\dot M_{\rm max}$,薄盘可以为$2.5 M_{\sun}$的紧凑物体提供亮度$\sim L_{\rm peak}$。另一方面,如果合并的两个NS形成一个典型的中微子占主导地位的吸积盘,其吸积率$\dot M$遵循幂律下降与指数$-1.8$,那么系统必须通过外流制度,并进入细…
2019-03-19 astro-ph.HE
A light echo from the warm outflow in the ULIRG F01004-2237 following a major flare in its optical continuum emission
发射线变率研究有可能提供有关活动星系核近核流出区结构的关键信息。在这里,我们展示了2018年8月拍摄的ULIRG F01004-2237核的VLT/Xshooter光谱,这是在其综合光学发射的主要耀斑之后大约8年。与我们2015年9月的WHT/ISIS光谱相比,与耀斑事件最密切相关的发射线的宽红色翅膀,包括HeII(4686),NIII(4100,4640)和HeI(5876),在通量上大幅下降。相比之下,占[OIII],[NeIII],[NeV]和[OI]禁戒线主导地位的宽蓝色翅膀的通量增加了1.4 - 4.4倍(取决于线)。此外,[FeVII](6087)线首次在新光谱中被检测到。我们解释这些结果的光回波从流出的温暖的气体:从耀斑事件的直接排放继续褪色,但由于光的旅行时间的影响,我们现在才观察到耀斑的影响,从扩展流出区域的排放。除非外流被限制在我们视线附近的一个小角度范围内,否则这些观察结果意味着外流必须是相对紧凑的(r<50 pc)。根据耀斑事件的性质,我们推测,F01004-2237耀斑的性质可能是一个潮汐破裂事件(TDE)发生在一个对象与预先存在的活动星系核活动的结果。
2021-04-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Hours-long Near-UV/Optical Emission from Mildly Relativistic Outflows in Black Hole-Neutron Star Mergers
本文首次对黑洞-中子星并合中轻度相对论性外流的早期近紫外/光学辐射进行建模,发现喷流驱动的茧冷却辐射可在并合后数小时产生峰值绝对星等约-15的明亮信号,并预测了Rubin Observatory和ULTRASAT的探测能力。
2023-08-08 astro-ph.HE
Constraining the Outflow Structure of the Binary Neutron Star Merger Event GW170817 with Markov-Chain Monte Carlo Analysis
中子星(BNS)合并双星GW 170817的多波长非热辐射引起了关于合并后流出结构的激烈争论。相对论结构喷流离轴观察和一个温和的相对论准球形外流可以解释观测数据的GW 170817到260天。我们利用一个物理动机的分析双参数模型,称为“助推火球”的流出结构后,它已扩大到远离合并网站,并已进入自相似的滑行阶段。该模型由一个具有在高度准直的超相对论性喷流和各向同性火球之间平滑变化的结构的流出物族组成。我们模拟的动态演变,从“助推火球”的初始条件,240流出使用移动网格相对论流体动力学代码JET遵循其演变通过余辉阶段。我们使用标准的同步辐射模型从流体动力学模拟计算了近2,000,000个同步辐射光谱。利用流体动力学方程和辐射方程中的标度关系,我们开发了一个具有高效采样速度的合成光变曲线发生器。这使我们能够通过在8维参数空间中执行马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)分析来拟合观测数据,该参数空间由流体动力学参数、辐射参数和观测参数组成。结果表明,结构射流是相对论结构射流,在离轴27(+9-3)°角下,射流张开角约为5 °,洛伦兹因子约为175。由于参数的简并性,我们发现爆炸能量E_0、环爆密度n_0、E_0_e和E_0_B的分布较宽。高n_0和低n_0_B的组合也可以产生良好的拟合,表明GW 170817可能不需要极低的n_0。
2018-09-18 astro-ph.HE
The History of GRB Outflows: Ejection Lorentz Factor and Radiation Location of X-Ray Flares
本文对Swift/X射线望远镜观测到的29个伽玛暴的明亮X射线耀斑的陡衰变段进行了时间分辨光谱分析,并用曲率效应模型模拟了它们的光变曲线和谱指数演化行为。结果表明,观测到的快速通量衰减和强光谱指数随时间的演化可以很好地用该模型拟合,导出的特征时间尺度($t_c$)在$33\sim 264$秒范围内。利用由瞬发γ射线导出的峰值亮度与洛伦兹因子之间的经验关系,我们估算了耀斑的洛伦兹因子($Γ_{\rm X}$)。我们得到了中值为$52$的$Γ_{\rm X}=17\sim 87$,它小于瞬发γ射线火球的初始洛伦兹因子。利用导出的$t_c$和$Γ_{\rm X}$,我们对13个X射线耀斑的辐射区域进行了约束,得到了小于耀斑峰值时刻余辉火球半径的$R_{\rm X}=(0.2\sim 1.1)\times 10^{16}$ cm。将我们的结果与一个初始Lorentz因子已知的伽玛暴样品结合,发现了一个从瞬发γ射线相到X射线历元的长演化特征,即$Γ\propto [t_{p}/(1+z)]^{-0.69\pm 0.06}$。这些结果可能揭示伽玛暴中心引擎的长期演变。
2016-12-22 astro-ph.HE
X-ray flares in GRBs: general considerations and photospheric origin
对伽马射线暴(GRB)产生的X射线耀斑的观测,对可能的物理模型有很强的约束。我们提供了一个一般性的讨论。特别地,我们表明,为了解释相对平坦和弱的光通量在X射线耀斑,发射区域的大小应该是$\lesssim 3\times 10^{14}$厘米。耀斑的辐射热光度也强烈地限制了能量收支,并且与由磁星自旋下降提供动力的中心发动机的后期活动不一致。我们提供了一个简单的玩具模型,根据这个模型,耀斑是由一个适度的洛伦兹因子(几十而不是几百)的外流产生的,这个外流或多或少与产生瞬发伽马射线发射的高度相对论性喷流同时发射。“较慢”的流出物在到达光球层时产生耀斑。有了这样一个组成部分,自然就能解决本报告所述耀斑给观测带来的挑战。
2016-01-05 astro-ph.HE
Delayed radio emission in tidal disruption events from collisions of outflows driven by disk instabilities
The Observatories of the Carnegie Institution for Science(卡内基科学研究所天文台);Center for Interdisciplinary Exploration & Research in Astrophysics (CIERA), Physics & Astronomy, Northwestern University(西北大学天体物理交叉探索与研究中心);Research Center for the Early Universe (RESCEU), School of Science, The University of Tokyo(东京大学理科系研究科早期宇宙研究中心);Department of Physics and Astronomy, University of California, Davis(加州大学戴维斯分校物理与天文学系)
研究通过盘不稳定性驱动的喷流碰撞机制,解释了TDEs中延迟无线电发射的成因。
2026-01-31 astro-ph.HE
A hyper flare of a weeks-old magnetar born from a binary-neutron-star merger
磁星是一群孤立的中子星,具有$\sim 10^{14}-10^{15}$ G的超强磁场,已被越来越多地接受来解释各种天体物理瞬变。一颗初生的毫秒周期磁星可以释放其自旋下降的能量,并为明亮的光源提供动力,如伽马射线暴(GRB)及其随后的X射线平台,超级发光超新星(SLSNe)和快速X射线瞬变,如CDF-S XT-2。在银河系内观测到年龄为$10^3-10^4$年的磁星,它们被发现以巨大耀斑和重复的软$γ$射线或硬X射线爆发以及偶尔的快速射电暴(FRB)的形式为各种瞬变提供能量。磁星巨耀斑也被探测到是来自附近星系的伪装的短伽马射线暴。在这里,我们报告的识别伽玛射线暴作为超耀斑的磁星在附近的星系。超耀斑的亮度大约是典型的磁星巨星耀斑的一千倍。在衰减光变曲线中检测到显著的$\sim 80$毫秒周期。将这一时期解释为旋转周期,并考虑到年轻磁星典型的磁场强度,磁星的年龄被限制为只有几周。在事件发生前几周,既没有探测到(超亮)超新星,也没有探测到伽马射线暴,这进一步限制了磁星可能是由两颗中子星的离轴合并事件产生的。我们的发现弥合了假设的毫秒磁星和观测到的银河系磁星之间的差距,并指向一个更广泛的磁星供电的伽马射线瞬变通道。
2022-05-16 astro-ph.HE
Kilonova Light Curves from the Disk Wind Outflows of Compact Object Mergers
我们研究了紧凑的物体合并后的吸积盘风产生的放射性动力瞬变。从二维流体动力学圆盘模型中产生的外流开始,我们使用波长相关的辐射转移计算来产生合成光变曲线和光谱。我们表明,由此产生的kilonova瞬态的亮度和颜色进行合并物理信息。在风的区域,中微子的照射使电子分数提高到Ye > 0.25,r过程核合成在产生高不透明度的复杂离子(镧系元素)之前停止。因此,kilonova光变曲线显示了两个不同的组成部分:一个简短的(~2天)蓝色光学瞬态产生的外镧系元素的喷出物,和一个较长的(~10天)红外瞬态产生的内,镧系元素线覆盖的区域。合并产生更长寿命的中子星,或更快旋转的黑洞,有更强的中微子辐射,产生更多的不含镧系元素的喷出物,光学上更亮更蓝。在所有的盘风模型中,至少会产生一些光辐射,这将增强电磁对应物对引力波源的探测能力。然而,即使存在少量(10^{-4} Msun)的上覆的、富含中子的动力学喷出物也会起到“镧系元素幕”的作用,从某些视角模糊可见的风辐射。由于盘流出物的速度适中(约10,000 km/s),在光谱中可以分辨出许多线特征,将盘风与快速移动的动力喷出物区分开来,并提供了对新产生的r-过程物质的详细成分的潜在诊断。
2014-11-13 astro-ph.HE
Nucleosynthesis in Outflows from Black Hole-Neutron Star Merger Disks With Full GR$ν$RMHD
伴随着中子星的合并,黑洞和中子星的螺旋和合并是预测的$r$过程核合成和相关千新星的位置。对于正确的质量比,非常大量的富中子物质可以从合并后的吸积盘中释放出来。我们用全输运广义相对论中微子辐射磁流体力学模拟了一组四个合并后的圆盘。我们发现,从这些磁盘的流出是非常接近的阈值条件,强大的$r$过程核合成。在这些条件下,外流的详细性质决定了一个完整的$r$ -过程是否能够发生,这意味着可能出现各种各样的可观测现象。我们表明,平均盘流出镧系元素的分数被抑制相对于太阳同位素模式。结合动态喷出物,这些流出意味着一个蓝色和红色组件千诺瓦。
2023-03-28 astro-ph.HE gr-qc
AGN flares as counterparts to LIGO/Virgo mergers: No confident causal connection in spatial correlation analysis
本文通过空间相关性分析研究AGN耀发与LIGO/Virgo并合事件的关联,利用78次并合事件的后验样本和似然方法,得出无置信因果关联的结论,并给出关联比例上限0.155。
2025-01-03 astro-ph.HE
Radiation-hydrodynamics of star-disc collisions: From system parameters to outflows and lightcurves
Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences(捷克科学院物理研究所);Department of Theoretical Physics and Astrophysics, Masaryk University(马萨里克大学理论与天体物理学系);Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences(捷克科学院天文研究所)
研究恒星-吸积盘碰撞,通过三维局部辐射流体动力学模拟,改变多种参数,发现不同参数对耀斑等的影响,给出峰值光度和耀斑持续时间与系统参数的标度关系,应用于GSN 069,揭示特定参数组合可重现QPE源特征。
2026-10-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
Quasi-perpendicular shock acceleration and TDE radio flares
光学潮汐扰动事件(TDEs)的延迟射电耀斑表明伴随TDEs的非相对论外流的存在。在环形磁场的存在下,TDE流出物与周围环核介质的相互作用产生准垂直激波。由于大的激波速度和大的流出速度,我们发现,由TDE流出诱导的激波加速通常会导致陡峭的粒子能谱,幂律指数显着大于平行激波的“通用”指数。最近探测到的TDE射电耀斑的同步辐射光谱指数与我们的理论预期是一致的。这表明,准垂直冲击下的粒子加速可能是解释时延效应延迟射电发射的一般加速机制。
2022-06-29 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.plasm-ph
Supermassive black hole mergers as dual sources for electromagnetic flares in the jet emission and gravitational waves
我们提出了一种新的观测类型的引力波发射的超大质量黑洞合并到他们的电磁同行。这种双重发射涉及到相对论性喷流的变化,这种喷流是由位于其底部的超大质量黑洞双星的自旋-轨道进动引起的。
2013-09-07 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Constraining the Fraction of LIGO/Virgo/KAGRA Binary Black Hole Merger Events Associated with Active Galactic Nucleus Flares
University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Peking University(北京大学)
研究通过分析GWTC-4.0中的双黑洞并合事件与ZTF数据中的耀斑相关性,得出非零的最大似然值,表明可能有部分事件与活动星系核耀斑有关,需进一步电磁观测验证。
2026-03-01 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Following the jet interaction with a post-merger disk outflow
本文通过模拟真实并合后吸积盘外流与相对论喷流的相互作用,揭示其复杂动力学及r过程核合成效应,指出结果显著区别于传统对称同源星风模型。
2024-01-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
Secular Outflows from Long-Lived Neutron Star Merger Remnants
本研究通过广义相对论中微子辐射流体动力学模拟,探讨了双中子星并合产生长寿命大质量中子星残骸的质量抛射过程,揭示了螺旋密度波与中微子辐射驱动的外流机制,并证实其核合成产率与太阳丰度一致。
2023-10-15 astro-ph.HE gr-qc
Production of Nickel-56 in black hole-neutron star merger accretion disk outflows
一个紧凑的物体合并事件的可能结果是一个中心黑洞,周围是一个快速吸积的环形碎片。这个碎片盘是元素合成的丰富来源,其结果需要预测个别事件的电磁对应物,并了解合并对银河系化学演化的贡献。在这里,我们研究的背景下,一个二维的,时间相关的黑洞中子星合并吸积盘模型的盘流出核合成。我们使用两个时间快照,从这个模型来研究的影响的中微子通量从磁盘上的元素合成的演变。虽然早期磁盘快照的中微子通量似乎有利于富含中子的流出,但后期快照的情况则相反。因此,我们在流出物中发现了大量的镍-56。
2013-12-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraining properties of neutron star merger outflows with radio observations
GW 170817是第一个被探测到的双星中子星合并,它的喷流张开角和倾角对于理解它的能量学、与短伽马射线暴的关系以及改进基于标准警报器的哈勃常数$H_0$的测定至关重要。这些基本量是通过射电光变曲线和甚长基线干涉测量(VLBI)自行测量的组合来确定的。在本文中,我们讨论和量化的前景,利用射电VLBI观测和观测的平流层引起的变化来测量源的大小和自行合并余辉,从而推断合并的属性,包括倾角,张角和能量。我们发现,这些技术是互补的,因为它们探测的不同部分的circummerger密度/倾角参数空间和不同时期的余辉的时间演变。我们还发现,虽然VLBI观测将仅限于非常接近的事件,它将有可能检测闪烁的大部分事件超出了目前的引力波探测器的范围。闪烁也将被下一代望远镜探测到,如平方公里阵列,2000天线深天气阵列和下一代甚大阵列,对于第三代引力波探测器探测到的大部分事件。最后,我们讨论了用中子星合并的VLBI观测测量$H_0$的前景,并将这种技术与其他标准的塞壬方法进行了比较。
2020-03-19 astro-ph.HE
Outflows from black hole hyperaccretion systems: short and long-short gamma-ray bursts and "quasi-supernovae"
一些与中子星(NS)-NS或黑洞(BH)-NS并合有关的长伽马射线暴(LGRB)以及一些可能由类星体产生的短伽马射线暴(SGRB)的探测混淆了两类伽马射线暴(GRB)的界限。在这两种情况下,中心引擎的一个可能的候选者是一个BH,周围环绕着一个具有强烈外流的超吸积盘,发射由布兰德福德-兹纳杰克机制驱动的相对论喷流。在紧凑的二元合并的框架下,我们测试的BH超吸积流入流出模型的适用性供电观测到的伽玛暴。我们发现,低流出比,$\sim 50\%$,合并后的超吸积过程不仅可以电源所有的SGRB,但也大多数的LGRB。一些LGRB可能确实起源于BH超吸积场景中的合并事件,至少在能量需求方面。此外,千新星可能是由富含中子的外流产生的,它们的光度和时间尺度明显取决于外流的强度。伽玛暴及其相关的千新星在盘质量和总能量收支上相互竞争。外流越强,千新星的特征就越类似于超新星(SNe)。这种“新星”可称为“准超新星”。
2018-04-16 astro-ph.HE
Reverse Shocks in the Relativistic Outflows of Gravitational Wave Detected Neutron Star Binary Mergers
伽马射线暴(GRB)的余辉是由于超相对论外流减速时产生的激波的同步辐射。一个正向和一个反向激波将形成,然而,在正向激波的辐射被充分研究作为引力波探测到的中子星合并的潜在对应物的地方,反向激波被忽略了。在这里,我们展示了如何从离轴和结构外流的余辉的反向冲击。在射频的余辉上升中,离轴反向激波将作为增亮特征出现。对于$\sim100$ Mpc的爆发,系统应倾斜于$\lesssim20^\circ$,以便在合并后$\sim0.1-10$天观察到反向激波。对于结构化外流,增强的反向冲击发射的强磁场内的流出是需要的发射在早期的余辉占主导地位。早期对余辉的射电测光可以揭示与中央发动机有关的强磁场的存在。
2019-08-12 astro-ph.HE gr-qc
Interpreting the diversity of afterglow emission from radio-detected tidal disruption events with instantaneous and delayed outflows
Astronomical Institute, Graduate School of Science, Tohoku University(东北大学理学研究科天文学研究所);University of Wisconsin, Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);Indian Institute of Technology Indore(印度理工学院印多尔分校);University of Nevada, Las Vegas(内华达大学拉斯维加斯分校);California Polytechnic State University(加州州立理工大学);Naropa University(纳洛帕大学);The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);Kyoto University(京都大学)
通过分析射电爆发特征,研究发现延迟喷流和风模型在解释TDEs射电光变曲线中起关键作用,多波段观测有助于区分不同喷流机制。
2026-09-28 astro-ph.HE
Radiative transfer simulations of magnetar flare beaming
磁星巨星耀斑在其光变曲线的尾部显示出振荡调制,这只能通过某种形式的光束来解释。磁星爆发的火球模型已成功地用于拟合巨耀斑尾部的相位平均光变曲线,但迄今为止还没有尝试去拟合脉动。我们提出了一个相对简单的数值模型来模拟磁星耀斑的成束辐射。在我们的模拟中,辐射从被困在偶极磁场中的火球底部逃逸,并通过磁星的光学厚磁层散射,直到逃逸。光束是由相对论外流的存在,以及系统的几何形状提供的。我们发现,一个简单的图片相对论外流是足以创建脉冲分数和观察到的脉冲轮廓的磁星耀斑的尖峰,而没有相对论外流的光束是不足以解释巨大的耀斑旋转调制。
2016-05-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
The December 2015 re-brightening of V404 Cyg: Variable absorption from the accretion disc outflow
2015年12月,黑洞双星V404 Cyg经历了2015年6月主要事件后的二次爆发。我们监测这重新变亮的积分和雨燕卫星,在本文中,我们报告的结果,这些数据的时间分辨光谱分析。12月的爆发与6月的爆发有相似的特征。完整采样的积分光变曲线显示了多达10个蟹状耀斑,与6月爆发相比,它们被相对较弱的非耀斑发射阶段分开。吸收康普顿化模型,硬光子指数,$Γ\lesssim 2$,和一个高能量的截止只有在明亮的耀斑显着的检测光谱很好地描述。这与6月爆发形成对比,康普顿化模型给出的电子温度大多在30- 50 keV范围内,而一些光谱是软的($Γ\sim 2.5$),没有任何光谱截止的迹象。与6月爆发类似,我们在Swift/XRT和INTEGRAL/JEM-X覆盖的软能带中看到了可变局部吸收体的清晰信号,这导致了在耀斑期间观察到的快速光谱变化。在一次耀斑期间,雨燕和INTEGRAL都捕捉到了天鹅座V404的吸收体接近康普顿厚度的状态,$N_\textrm{H} \approx 10^{24}\,\textrm{cm}^{-2}$,宽带光谱类似于被遮蔽的活动星系核光谱,就像在6月爆发的“高原”期间看到的那样。我们的结论是,V404天鹅座在12月爆发的光谱行为是类似的头几天的6月爆发,都有硬X射线耀斑,间歇性的影响,由于近康普顿厚的流出物从吸积盘发射的遮蔽。
2018-03-06 astro-ph.HE
Simulations of interaction between outflow and surrounding broken power-law circumnuclear medium: implications for different radio light curves of TDEs
Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学);Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院上海天文台)
通过三维流体动力学模拟,研究外流与具有Bondi半径附近过渡的破碎幂律密度轮廓的核周介质相互作用,解释潮汐瓦解事件中不同射电光变曲线的起源。
2026-06-04 astro-ph.HE
R-process nucleosynthesis from magnetar giant flares in neutron star--white dwarf mergers: A unified picture for peculiar long gamma-ray bursts
Guangxi University of Science and Technology(广西科技大学);Nanchang University(南昌大学);Xiangtan University(湘潭大学);Hunan University of Science and Technology(湖南科技大学)
研究奇特长伽马射线暴起源,基于中子星-白矮星合并及磁星巨型耀斑,提出统一图景。通过超吸积放大磁场触发耀斑,解释瞬时发射各阶段,火球冲击地壳合成重元素解决r过程亏损,还能解释千新星及X射线平台,提供自洽框架。
2026-07-28 astro-ph.HE
Signatures from a quasi-spherical outflow and an off-axis top-hat jet launched in a merger of compact objects: An analytical approach
引力波和短伽马射线暴(sGRB)的产生与致密天体的合并有着广泛的联系。几项研究模拟了电磁辐射的演变,使用同步辐射产生的相对论性顶帽喷流的减速离轴,和广角准球形流出(均使用数值研究)。在这项研究中,我们提出了一个分析模型的同步和同步自康普顿(SSC)发射的离轴顶帽射流和准球形外流。我们计算的光变曲线从一个分析模型,在该模型中,同步辐射和SSC发射(在快速或缓慢冷却制度)的离轴顶帽射流和准球形流出减速在均匀或风一样的环爆介质。结果表明,在$\sim$的第一个10 - 20天,类球形外流的同步辐射强于离轴喷流,而在接下来的$\gtrsim$ 80天,类球形外流的同步辐射弱于离轴喷流。此外,我们表明,如果离轴射流在风介质中减速,那么SSC排放是很可能被检测到。应用MCMC代码我们的模型(同步辐射),我们发现最适合的值的无线电,光学和X射线辐射的GRB 170817 A是根据观测。对于GRB 170817 A,我们发现由准球形出流和离轴顶帽喷流产生的同步辐射分别以$F_ν\propto t^α$、$α\lesssim 0.8$和$α>3$的形式增加。最后,我们得到了相应的SSC光变曲线,它与GeV-TeV天文台给出的甚高能γ射线上限相一致。
2019-09-05 astro-ph.HE
GW190521 as a black-hole merger coincident with the ZTF19abanrhr flare
我们提出了一个分析,调和的引力波信号GW 190521观察到的先进LIGO和先进的处女座探测器与电磁耀斑ZTF 19abanrhr观察到的Zwicky瞬态设施。我们分析了GW 190521下的质量比先验均匀的$Q \in [1,4]$和使用国家的最先进的波形模型黑洞合并\texttt{NRSur7dq4}。我们发现了一个$90\%$可信区域的黑洞质量远远超出了最初报告的\cite{GW190521D},我们的最大似然质量居住。我们发现一个$15\%$的概率,这两个黑洞避免对不稳定超新星间隙。我们推断出一个与ZTF 19 abanrhr高度一致的三维天空位置,获得了一个非常支持真巧合假设的几率比${\cal{O}}_{C/R}=72:1$。结合这一事件与中子星合并GW 170817,我们估计了哈勃常数H $_0=72.1^{+10.6}_{-6.4}\mathrm{km\,s^{-1}\,Mpc^{-1}}$在$68\%$可信水平。
2021-12-23 astro-ph.HE gr-qc
Estimating outflow masses and velocities in merger simulations: impact of r-process heating and neutrino cooling
确定黑洞-中子星和中子星-中子星双星中物质流出的质量、成分和几何形状,对于目前建立千新星模型和理解中子星合并在r-过程核合成中的作用至关重要。在这篇手稿中,我们回顾了目前在合并模拟中使用的简单标准,以确定物质是否是未绑定的,以及喷射物质的渐近速度将是什么。然后,我们表明,适当占加热和冷却过程中的r-过程核合成是很重要的,准确地预测流出的质量和动能。这些过程也可能是至关重要的预测回落的时间尺度的任何绑定喷出物。我们推导出一个模型的渐近速度的束缚物质和束缚能的束缚物质,占这两个影响,可以很容易地实现合并模拟。然而,我们发现,详细的速度分布和几何形状的流出,目前只能捕获的流出的全三维流体模拟,作为非局部效应忽略合并模拟中使用的简单标准时,不能安全地忽略这些影响建模。最后,我们建议在流体方程中引入简单的源项,以近似地解释未来秒长的合并残余物3D模拟中r-过程核合成的加热/冷却,而不明确包括核外统计平衡反应的模拟。
2021-11-17 astro-ph.HE gr-qc
Outflows from Short-Lived Neutron-Star Merger Remnants Can Produce a Blue Kilonova
通过三维广义相对论磁流体动力学模拟,发现短寿命中子星并合残骸的外流可独立产生蓝色千新星,包括AT2017gfo中的蓝色成分,但r过程丰度在第二峰外产生不足。
2023-05-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Magnetically inspired explosive outflows from neutron-star mergers
双星中子星合并一直与短持续时间的伽马射线暴(GRB)有关。这种联系在第一次同时探测到引力波和来自GW 170817的电磁辐射时得到了证实。短持续时间伽玛暴的基本范例包括一个超相对论性喷流,但低光度的瞬发辐射以及后续的射电和X射线观测表明,这一情况可能与GW 170817不同。特别是,有人提出,合并后放大的大量磁能可以在残余物坍缩成黑洞时释放出来,从而引起准球形爆炸,撞击合并喷出物。通过数值模拟,我们研究了这种情况下的一系列视角,注入的能量和物质密度的崩溃。根据能量注入和剩余密度的大小,我们发现两种类型的外流:一个狭窄的相对论核心和一个广角,但温和的相对论外流。此外,很宽的流出是可能的,但需要超过10^52 erg的能量释放。
2019-10-10 astro-ph.HE gr-qc
Studying Postmerger Outflows from Magnetized Neutrino-cooled Accretion Disks
紧密双星合并产生的自旋黑洞周围的中子冷却吸积流是形成喷流和发射磁驱动外流的一个有希望的方案。基于LIGO和Virgo天文台对GW170817引力波的探测以及电磁观测,该模型可以解释短持续时间伽马射线暴(GRB)和kilonova辐射的中心引擎。利用开放源代码的GRMHD HARM-COOL程序,在固定弯曲时空背景下,发展了几种具有真实状态方程的二维磁化吸积盘-黑洞模型.我们应用粒子示踪技术来测量流出物的性质。选择的磁盘和黑洞的初始参数的方式来表示不同的可能合并后的情况下合并的紧凑对象。我们的模拟显示了黑洞的自旋和喷出的质量之间有很强的相关性。一般来说,合并产生巨大的圆盘和快速旋转的黑洞会产生更强的外流。我们观察到我们的模型产生的风具有中等速度($v/c \sim 0.1-0.2$)和宽范围的电子分数。我们使用这些结果来估计可能的放射性供电的瞬态发射这样的系统的光度和光变曲线。我们发现亮度峰值范围内的$10^{40}-10^{42}$ erg/s,这与以前的研究盘风外流。
2022-12-11 astro-ph.HE
Collimated outflows from long-lived binary neutron star merger remnants
最近,GRB 170817 A与双星合并事件GW 170817的关联证实了短伽马射线暴(SGRB)与双星合并事件中子星(BNS)之间的联系。然而,没有确凿的迹象表明,合并残余的动力SGRB喷流是一个吸积黑洞(BH)或长寿的大质量中子星(NS)。在这里,我们探讨后一种情况下,通过BNS合并后的模拟覆盖到250毫秒合并。我们首次在完整的合并模拟中报告了沿着NS残骸的自旋轴形成的磁驱动准直流出。对于手头的系统,这样的外流的属性被发现在很大程度上与SGRB射流不兼容。适当考虑到我们目前的调查的局限性和警告,我们的研究结果有利于BH起源的GRB 170817A和SGRB一般。尽管这一结论需要通过探索更大范围的物理条件来证实,但我们简要讨论了所有SGRB喷气机由吸积BH提供动力的可能后果。
2020-04-08 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Electromagnetic Flares from Compact-Object Mergers in AGN Disks: Signatures and Predictions
Shanghai Astronomical Observatory(上海天文台);Columbia University(哥伦比亚大学);Institute of Science and Technology Austria(奥地利科学技术研究所);Tohoku University(东北大学)
研究活动星系核吸积盘中致密天体合并后的电磁对应体,提出喷流突破盘面产生伽马射线耀斑,激波冷却产生紫外/光学耀斑,模型可解释引力波事件相关电磁信号。
2026-06-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Secularly powered outflows from AGN: the dominance of non-merger driven supermassive black hole growth
最近的观测和模拟显示,在驱动超大质量黑洞(SMBH)和星系演化的增长中,长期过程比合并占主导地位。在这里,我们获得窄带成像的活动星系核动力外流的$12$星系与磁盘占主导地位的形态,其历史被认为是合并自由的样本。我们检测流出$10/12$源在窄带成像的[OIII] $5007 \unicode{x212B}$发射使用过滤器的谢恩-3米望远镜。我们计算了这些活动星系核的平均外流率为$0.95\pm0.14~\rm{M}_{\odot}~\rm{yr}^{-1}$。这超过其SMBH($0.054\pm0.039~\rm{M}_{\odot}~\rm{yr}^{-1}$)的平均吸积速率$\sim18$倍。假设星系必须至少提供足够的物质来驱动活动星系核和外流,这就给出了$\sim1.01\pm0.14~\rm{M}_{\odot}~\rm{yr}^{-1}$的平均流入速率的下限,模拟表明,通过棒、旋臂和冷吸积可以达到这个速率。我们比较我们的磁盘为主的样本与附近的活动星系核合并为主的历史,并表明,在我们的样本中的黑洞吸积率高5倍($4.2σ$)和流出率低5倍($2.6σ$)。我们认为,这可能是一个结果的几何形状的平滑,平面流入长期主导的系统,这是两个旋转的黑洞,以增加吸积效率和较少的影响,从流出的反馈,比在合并驱动的系统与混沌准球形流入。这项工作提供了进一步的证据表明,长期的过程是足够的燃料S…
2019-09-03 astro-ph.GA astro-ph.HE