Mergers of Charged Black Holes: Gravitational Wave Events, Short Gamma-Ray Bursts, and Fast Radio Bursts
GW 150914、GW 151226和LVT 151012的发现表明，双黑洞（BH-BH）合并在宇宙中很常见。如果两个合并的黑洞中至少有一个携带一定量的电荷，可能由旋转的磁层保留，BH-BH系统的内旋将驱动一个垂直于轨道平面的全球磁偶极子。在合并过程中快速变化的磁矩将随着风力的增加而驱动坡印廷通量。如果黑洞的电荷量可以达到黑洞临界电荷量$Q_c$的$\hat q \sim (10^{-9}-10^{-8})$倍，那么在合并的最后阶段，磁层活动将产生快速射电暴（FRB）。在大半径下，坡印廷通量能量在外流中的耗散将为短持续时间的高能瞬变提供动力，如果电荷可以像$\hat q \sim (10^{-5}-10^{-4})$那样大，则这将表现为可检测的短持续时间伽马射线暴（GRB）。Fermi GBM记录到的GW 150914的短暴可以用这个模型来解释。未来的GW/GRB/FRB联合搜索将导致对孤立黑洞携带的电荷进行测量或限制。
2016-07-13 astro-ph.HE gr-qc
Inferring jet physics from neutron star - black hole mergers with gravitational waves
本文利用模拟NSBH并合引力波数据，通过贝叶斯层级推断同时约束驱动伽马射线暴的最小剩余质量和最大观测角，并展示LIGO升级后的探测潜力。
2025-06-04 astro-ph.HE gr-qc
Early X-ray and optical afterglow of gravitational wave bursts from mergers of binary neutron stars
双中子星合并是强引力波源。即将到来的先进引力波探测器有望首次探测到与这些源相关的引力波爆发（GWB）。GWB的电磁对应物包括短GRB，光学macronova和持久的无线电余辉。在这里，我们认为，如果合并后的产物是一个短命的大质量中子星，而不是一个黑洞，那么至少有一些GWB可能会伴随着持续数千秒的早期余辉。这种余辉是由原磁星风的消散提供动力的。估计X射线通量的亮度为10 ^{-8}-10 ^{-7}尔格/秒/厘米^2。光通量受到很大的不确定性的影响，但在R波段可以达到17等。我们提供了这种情况下的观测提示，并讨论了检测这些信号的挑战和策略。
2012-12-27 astro-ph.HE gr-qc
Disk mass after a binary neutron star merger as a constraining parameter for short Gamma Ray Bursts
本研究利用GW170817数据估计双中子星合并残骸的盘质量并推断吸积到喷流的效率，发现多数短伽马射线暴需不切实际的巨大盘残骸，暗示可能存在不同的机制。
2024-08-27 astro-ph.HE gr-qc
Central Engine-Powered Bright X-ray Flares in Short Gamma-Ray Bursts: A Hint of Black Hole-Neutron Star Merger?
短伽马射线暴可能起源于双中子星（NS）或黑洞（BH）与NS的合并。我们认为，明亮的X射线耀斑与中央发动机的反应性可能暗示BH-NS合并，因为这样的合并可以提供更多的回落材料，因此更大的吸积盘比NS-NS合并。利用Swift/X射线望远镜对49个短爆发进行跟踪观测，发现其中3个短爆发具有明亮的X射线耀斑，其中2个短爆发的3个耀斑可能与中心发动机反应性有关。我们认为，这两个爆发可能起源于BH-NS合并，而不是NS-NS合并。我们提出的中央发动机驱动的明亮X射线耀斑和BH-NS合并事件之间的联系可以通过未来先进的LIGO和Virgo的引力波探测来检查。
2018-03-27 astro-ph.HE
The Swift short gamma-ray burst rate density: prospects for detecting binary neutron star mergers by aLIGO
目前，只有30%的短伽马射线暴（SGRB）具有准确的红移，并且该样本由于{ \it Swift}检测SGRB的有限灵敏度而高度偏差。我们占主导地位的偏见来计算一个现实的SGRB率密度出$z = 0.5$使用{ \it Swift}样本的峰值通量，红移，和那些SGRB的光束角约束从X射线/光学观测。假设一个显着的比例的二进制中子星合并产生SGRB，我们计算的检测率下限和上限（1-180）每一年的一个先进的LIGO和处女座符合搜索。我们的检测率与使用银河系脉冲星观测和种群合成的外推是兼容的。
2012-06-22 astro-ph.HE gr-qc
FRB 171019: An event of binary neutron star merger?
快速射电暴FRB 171019在ASKAP首次发现时相对明亮，但后来被GBT和CHIME发现为三次微弱的重复爆发。这些观测结果引发了关于第一个亮爆发是否与随后的重复爆发具有相同机制的讨论。对FRB 171019提出了一个双中子星合并模型，其中第一次亮爆发发生在合并事件期间，而随后的重复爆发是由星震引起的，并且通常较弱，因为星震的能量释放率很难超过灾难性合并事件。这种情况与观测结果一致，即没有检测到的爆发像第一个一样明亮。
2019-12-15 astro-ph.HE
Inferring Neutron Star Nuclear Properties from Gravitational-Wave and Gamma-Ray Burst Observations
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Flatiron Institute（平顿研究所）；Columbia University（哥伦比亚大学）
本文通过比较引力波观测的中子星合并率与伽马射线暴率，确定特征总中子星质量，表明大质量中子星合并后能存活较长时间，建立了利用引力波和伽马射线暴观测约束中子星TOV质量及其状态方程的新方法。
2026-07-24 astro-ph.HE gr-qc nucl-ex
The Properties of Short gamma-ray burst Jets Triggered by neutron star mergers
最流行的短伽马射线暴（sGRB）模型涉及到双中子星的合并。由于前身星实际上是隐藏在视线之外的，我们必须考虑在什么情况下这样的合并系统能够产生成功的sGRB。合并后不久，风从合并残余物中发射出来。在本文中，我们使用现实的风廓线来自全球合并模拟，以研究sGRB喷流与这些风的相互作用，使用数值模拟。我们分析的条件，这些轴对称风允许相对论射流突破，并产生sGRB。我们发现，只有当它们的半张角低于~20°时，亮度与sGRB中观察到的亮度相当的喷流才是成功的。这种喷流准直机制导致一个简单的物理解释的亮度和开放角度推断sGRB。如果观测到宽而低光度的喷流，它们可能预示着另一种起源途径，例如中子星与黑洞的合并。我们还使用所观察到的sGRB的持续时间来限制风相的寿命，这是由射流爆发所需的时间决定的。在所有情况下，我们发现，推导出的限制反对完全稳定的残余物的二元中子星合并，产生sGRB。
2016-09-15 astro-ph.HE gr-qc
Bright broad-band afterglows of gravitational wave bursts from mergers of binary neutron stars
如果双中子星合并留下的是一个大质量的磁星而不是一个黑洞，那么即使没有短伽马射线暴（SGRB）- GWB关联，或者存在一个关联，但SGRB并不射向地球，引力波爆发（GWB）也会产生明亮的早期余辉。除了直接耗散张教授提出的原磁星风外，我们认为磁星风还可以推动合并过程中发射的喷出物，在一定条件下，磁星风会达到相对论速度。这样一个磁星驱动的喷射物，当与周围的介质相互作用时，会由于同步辐射而产生明亮的宽带余辉。我们详细研究了这一物理场景，并提出了预测的X射线，光学和无线电光变曲线的范围内的磁星和喷出物参数。我们发现，X射线和光学光变曲线通常在磁星自旋下降时间尺度（10^3- 10^5秒）附近达到峰值，达到宽视场X射线和光学望远镜容易检测到的亮度，并在很长一段时间内保持可检测。射电余辉的峰值较晚，但比没有磁星能量注入的情况要亮得多。因此，这种明亮的宽带余辉，如果在未来被发现并与GWB结合，将是对大质量毫秒磁星和核物质刚性状态方程的探索。
2013-05-16 astro-ph.HE gr-qc
Neutron Star Merger Remnants: Braking Indices, Gravitational Waves, and the Equation Of State
中子星合并双星GW 170817/GRB 170817 A证实了至少有一些中子星合并是短伽马射线暴的前身。许多短的伽马射线暴都有长期的x射线余辉，这些余辉被解释为合并后的毫秒磁星-快速旋转、高度磁化的大质量中子星。我们回顾我们目前的理解毫秒磁星诞生于短伽马射线暴，特别是集中在三个主要议题。首先，毫秒磁星是否真的为x射线平台提供了最合理的解释。第二，确定和观测这些遗迹的引力波发射。第三，从当前和未来的x射线和引力波测量中确定核物质的状态方程。
2019-05-03 astro-ph.HE gr-qc
Fast radio bursts from activities of neutron stars newborn in BNS mergers: offset, birth rate and observational properties
由于第一次局部重复爆发FRB 121102发生在一个与超亮超新星（SLSNe）和长伽马射线暴（LGRB）的宿主星系相似的成星矮星系中，因此诞生于核塌缩爆发的年轻中子星（NS）是快速射电暴（FRB）中心引擎的理想候选者.然而，与FRB 121102的宿主相比，FRB 180924和FRB 190523局限于恒星形成率较低的大质量星系。同时，FRB 180924和FRB 190523的爆发与宿主中心之间的偏移分别约为4kpc和29 kpc。这些性质类似于双星中子星（BNS）或中子星-黑洞（NS-BH）合并产生的短伽马射线暴\textbf{(SGRBs)}。因此，可以在BNS合并中形成为FRB供电的NS。本文利用粒子数综合方法研究了不同类型宿主星系的BNS合并速率、合并时间，并预测了它们最可能合并的位置。我们发现BNS合并通道与最近报道的FRB 180924和FRB 190523的偏移一致。利用与宿主星系相似的星系模型进行粒子数合成，较好地再现了短伽玛暴的偏移分布。FRB（包括不重复和重复）的事件率大于BNS合并和短GRB的事件率，这需要大部分观测到的FRB发射多个爆发。利用NS磁层中群团的曲率辐射，我们还预测了BNS合并FRB的观测性质，包括色散测度和旋转测度。在后期（$t\geq1$ yr），BNS合并喷出物对弥散度和自转度的贡献可以忽略不计。
2020-02-10 astro-ph.HE
Soft X-ray Extended Emissions of Short Gamma-Ray Bursts as Electromagnetic Counterparts of Compact Binary Mergers; Possible Origin and Detectability
基于致密双星（中子星（NS）-NS或NS-黑洞（BH））并合模型，研究了各向同性能量为10^（50-51）erg、持续时间为10 s ~ 100 s的短伽马射线暴扩展发射（EE）的可能起源.我们分析了黑洞合并后形成的质量约为0.1 M太阳的磁化中微子主导的吸积盘的演化，并通过Blandford-Znajek（BZ）过程估计了相对论外流的能量.我们发现，在观测时间尺度> 30（1+z）s，相对较小的圆盘粘性参数α < 0.01的情况下，可以提取出高达> 10^52 erg的BH旋转能量。这样的BZ功率通过与质量为M ~ 10^-（2-4）M_sun的非相对论性预喷射物质碰撞而消散，并形成温和的相对论性火球。结果表明，在NS-NS并合中，这类火球的耗散光球辐射可能位于软X射线波段（1-10 keV），而在NS-BH并合中，这类火球的耗散光球辐射可能位于BAT波段（15-150 keV），而在M10 ^-4 Msun中，这类火球的耗散光球辐射可能位于软X射线波段（1-10 keV）。在前一种情况下，这样的软EEs可以提供一个很好的机会，在大约6年^-1的时间里，通过软X射线测量设备（如宽场MAXI）同时探测到角分辨率为大约0.1度的引力波。
2014-10-20 astro-ph.HE gr-qc
Constraints On Short, Hard Gamma-Ray Burst Beaming Angles From Gravitational Wave Observations
第一次探测到的中子星合并双星GW 170817和相关的短伽马射线暴证实了中子星合并至少是其中一些暴的原因。从这些事件的即时伽马射线辐射被认为是高度相对论性的光束。我们提出了一种方法，通过比较电磁观测到的短伽马射线暴的数量和引力波中探测到的中子星双星合并的数量来推断这种光束的范围。我们证明，与预期的高级LIGO 2016- 2017运行相媲美的观测运行将能够限制大约$θ\in (2.88^\circ,14.15^\circ)$的光束角，给定一个二元中子星检测。我们预计，在2020年以设计灵敏度对Advanced LIGO进行一年的观测后，这些约束将改善到$θ\in (8.10^\circ,14.95^\circ)$。
2017-12-07 astro-ph.HE gr-qc
Pulsar revival in neutron star mergers: multi-messenger prospects for the discovery of pre-merger coherent radio emission
研究了由致密天体间磁层相互作用引起的中子星合并前相干射电辐射。我们考虑两个合理的辐射机制，并表明，如果一个中子星有一个表面磁场$B_{\rm s} \ge 10^{12}$ G，相干毫秒射电爆发的特征时间形态和倾角的依赖性是可观察到的Gpc距离与下一代无线电设施。我们探索多信使和多波长的方法来识别NS合并起源的无线电爆发，如在快速无线电爆发调查，伽马射线暴和引力波事件的触发观测，以及在寻找kilonova和无线电余辉发射的快速射电暴的光学/无线电跟踪。我们目前和未来的观测设施，我们的研究结果，并提出建议，验证或约束模型。
2022-12-02 astro-ph.HE
Short gamma-ray burst jet propagation in binary neutron star merger environments
多信使事件GW 170817/GRB 170817 A证实了中子星合并可以产生短的伽马射线暴（SGRB）喷流。这一证据促进了新的调查机制，通过该机制，BNS合并残余物可以推出这样一个强大的相对论外流和传播后者在周围的合并后的环境。特别是，已经取得了很大的进步，在射流传播模型，建立连接的初始射流发射条件，包括初期射流发射时间（相对于合并）和注射参数，和可观察到的SGRB提示和余辉发射。然而，目前的半分析模型和数值模拟（有一个明显的例外）采用简单的手工处方，以考虑合并后的环境，缺乏直接关联的任何特定的合并BNS系统。在这里，我们提出了第一个三维相对论流体动力学模拟的初期SGRB射流传播通过合并后的环境，直接进口从以前的广义相对论BNS合并模拟的结果。我们的研究结果表明，射流的演化和最终性质可以在很大程度上受到各向异性和偏离轴对称和同源膨胀表征更现实的BNS合并环境。此外，我们发现，包含的引力从中央紧凑的对象，往往被忽视，可以有重大影响。最后，我们考虑不同的喷气发动机发射时间参考相同的BNS合并模型，并讨论最终的喷气性能的后果。
2021-06-25 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Search for pre-burst emission from binary neutron star mergers with Spectrum-Roentgen-Gamma
本研究评估了利用Spectrum-Roentgen-Gamma望远镜观测双中子星并合前暴辐射的能力，并调查了爆发前不到两天进入视场的首个此类事件GRB210919A。
2022-09-01 astro-ph.HE
Short Gamma-Ray Bursts from the Merger of Two Black Holes
短伽马射线暴（GRB）是宇宙起源的爆炸，被认为与两个致密物体的合并有关，两个中子星，或者一个中子星和一个黑洞。至少存在一颗中子星一直被认为是该模型的基本要素：它的潮汐破裂提供了所需的重子物质，这些物质在合并后的黑洞上的快速吸积为爆发提供了动力。费米卫星最近试探性地探测到一个短伽马射线暴，它与两个黑洞合并产生的引力波信号GW 150914有关，这对这一标准范式提出了挑战。在这里，我们表明，演化的两个高质量，低金属量的恒星与主序旋转速度的百分之几十的临界速度最终经历一个弱的超新星爆炸{ \em可以}产生一个短的伽马射线暴。最后一颗爆炸恒星的外层仍然被束缚着，并在大半径处形成圆形。随着时间的推移，圆盘冷却并变成中性，抑制了磁旋转不稳定性，从而抑制了粘性。这个盘保持“长期死亡”状态，直到合并前阶段的潮汐扭矩和冲击将其加热并重新点燃吸积，迅速消耗盘并为短伽马射线暴提供动力。
2016-03-22 astro-ph.HE
Scenario Machine: fast radio bursts, short gamma-ray burst, dark energy and Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory silence
在中子星-中子星（NS+NS）或中子星-黑洞（NS+BH）双星合并模型的框架下讨论了最近报道的快速射电暴（FRB）的发现.我们专注于我们认为是最重要的问题：什么是NS合并率给定的FRB率（1/1000年$^{-1}$每个星系）是不一致的伽马射线暴率所讨论的桑顿，应该显着更高。我们发现，NS合并率和观察到的FRB率之间没有差异的情况下，机器人口合成的框架-为100-150公里秒$^{-1}$踢速度的平均NS合并率是1/500-1/2000年$^{-1}$每个星系z = 0.5-1。基于场景机NS合并率估计，我们讨论了缺乏积极的探测地面干涉仪，考虑激光干涉仪引力波天文台。
2014-06-29 astro-ph.HE
Long gamma ray burst rate in the binary merger progenitor model
长伽马射线暴（GRB）可能产生于大质量恒星的核塌缩。然而，在高红移下，长伽玛暴速率并不跟随恒星形成速率（SFR）。在这封信中，我们专注于双星合并模型，并认为合并后的高自旋氦星是长伽玛暴的祖先。在这种情况下，我们估计伽玛暴率的人口合成方法与金属丰度的演变。由于风的质量损失较弱以及恒星演化的差异，低金属丰度双星比太阳金属丰度双星更容易成为长伽玛暴的前身星。在我们的结果中，长伽玛暴速率与观测速率大致一致，并表现出与观测红移演化相似的行为。
2017-11-08 astro-ph.HE
Intrinsic properties of the engine and jet that powered the short gamma-ray burst associated with GW170817
GRB 170817 A是一个亚亮短伽马射线暴，在中子星合并产生的引力波信号GW 170817之后约1.74 s被探测到。现在，它被理解为一个离轴事件，由指向观察方向15至30度的相对论性喷流茧提供动力。茧是由初始喷流与合并残余物的非相对论重子风相互作用而激发的，导致了具有窄核和宽翼的结构化流出。在本文中，我们耦合的结构化外流与模型的喷风相互作用的观测约束约束的内在属性，喷气发动机发射的中央，包括其时间延迟的合并事件。使用磁化BNS合并模拟的启发风处方，我们发现，喷气发动机在约0.4秒的合并，这意味着1.74秒观察到的延迟主要是由火球传播到光球半径。我们还约束，第一次为任何伽马射线暴，喷射开口角在注射，并设置一个下限，其渐近洛伦兹因子。这些发现表明，最初坡印廷通量占主导地位的射流，通过电磁过程发射。如果喷流是由吸积黑洞提供动力的，它们也会对亚稳态中子星遗迹的生存时间产生重大限制。
2020-06-09 astro-ph.HE gr-qc
Multimessenger Binary Mergers Containing Neutron Stars: Gravitational Waves, Jets, and $\boldsymbolγ$-Ray Bursts
中子星（NS）是非凡的，不仅因为它们是可见宇宙中物质的致密形式，还因为它们可以产生比目前地球上构造的B场大十个数量级的B场。极端引力与巨大电磁场的结合产生了壮观的现象，如2017年8月观测到的双星中子星（NSNS）系统合并，这是一个产生引力波（GW）信号的事件，一个短的$γ$射线爆发（sGRB）和一个千诺瓦。这一事件是迄今为止多信使天文学时代的亮点。在这篇评论中，我们目前的状态，我们的理论理解紧凑的二元合并包含NS收集从最新的广义相对论磁流体动力学模拟。这样的合并可能会导致像2017年8月的GW 170817及其EM对应物GRB 170817和AT 2017 gfo这样的事件。除了研究双星黑洞-中子星和NSNS合并的GW辐射外，我们还研究了它们对应的EM信号。特别是，我们感兴趣的是确定条件下，相对论性喷流可以推出这些合并。这样的喷流是大多数sGRB模型的基本特征，并提供了从中心物体到外部辐射区域的能量的主要管道。喷注的性质，包括它们的寿命和坡印廷光度，初始的B-场的几何形状和自旋的合并NS的影响，以及它们的控制状态方程，进行了讨论。最后，我们提出了我们目前的理解如何布兰德福德Znajek机制产生合并残留物作为触发发射喷气机，如果，何时以及如何地平线是必要的，这种机制，以及它可以打开磁化中子ergostars，其中包含ergoregions，但没有地平线的可能性。
2021-04-08 astro-ph.HE gr-qc
Merger delay time distribution of extended emission short GRBs
短持续时间伽马射线暴（sGRB）的最流行的祖先模型是两个致密物体的合并。然而，短伽玛暴的总体表现出一定的多样性：一些爆发显示出扩展发射（EE），在最初的短脉冲之后，持续几百秒的软$γ$射线。目前还不清楚这种爆发的起源是否与紧凑的物体合并有关。在合并假设中，短伽玛暴的红移（$z$）分布受合并延迟时间的影响，即，合并和双星系统形成之间的时间，这是由紧密双星阶段期间引力波损失的时间尺度决定的。我们研究红移分布的短伽玛暴与扩展发射，看看他们的形成通道是否需要相当大的延迟后，恒星形成插曲。我们的结果表明，EE突发的$z$分布符合合并模型。我们试图比较EE和非EE短突发的延迟时间分布。然而，在有限的样本量内未观察到统计学显著差异。
2017-10-13 astro-ph.HE
The case for a minute-long merger-driven gamma-ray burst from fast-cooling synchrotron emission
几十年来，伽马射线暴（GRB）被广泛地分为“长”和“短”持续时间的暴，持续时间分别大于或小于2秒。然而，这种二分法并不能完美地映射到已知产生伽马射线暴的两个祖先通道-紧凑物体的合并（合并伽马射线暴）或大质量恒星的坍缩（超新星伽马射线暴）。特别地，合并GRB群还可以包括具有短的、硬的$\lesssim$ 2s尖峰和随后的较长的、较软的扩展发射（EE）的爆发。最近在50年代持续时间的GRB 211211 A中发现了一个千诺瓦--中子星合并产生的重元素的放射性辉光--进一步证明合并可以驱动长而复杂的GRB，模仿Bracksar种群。在这里，我们提出了一个详细的时间和光谱分析的高能量辐射的GRB 211211 A。我们证明，发射具有纯粹的同步加速器起源，峰值和冷却频率都通过$γ$射线波段向下移动到X射线，并且快速演变的光谱在后期驱动EE特征。这种光谱演变的合并伽玛射线暴的识别开辟了途径的祖先类型的诊断。
2022-12-14 astro-ph.HE
Prospects For High Frequency Burst Searches Following Binary Neutron Star Coalescence With Advanced Gravitational Wave Detectors
物态方程在两颗中子星并合的物理过程中起着至关重要的作用。最近的数值模拟与微物理状态方程表明，这种事件的结果取决于质量的中子星。对于质量较小的系统，模拟有利于形成超大质量、准稳定的中子星，其振荡产生短而高频率的引力辐射爆发。它的主频含量与中子星的半径密切相关，它的测量可以用来约束超核状态方程。相比之下，更高质量系统的合并导致迅速的引力坍缩成黑洞。我们已经开发了一种算法，它结合了波形重建的形态独立的搜索与贝叶斯模型选择的引力波瞬态，合并后的情况之间的区别，并准确地测量占主导地位的振荡频率。我们证明了该方法的有效性，使用模拟二进制合并信号的数据从LIGO和处女座的目录，我们讨论了这种分析在先进的地面引力波探测器的前景。从波形考虑在这项工作中，并假设一个最佳取向的源，我们发现，合并后的中子星信号可以检测到$\sim 10\text{--}25$ \，Mpc的这种技术。我们还发现，我们成功地区分合并后的情况与$\sim 95\%$的准确性，并确定幸存的合并后的中子星的主导振荡频率内$\sim 10$，赫兹，平均超过所有检测到的信号。这导致了一个非旋转的1.6“，M $_{\odot}$参考中子星半径估计值的不确定性，其半径为$\sim 100\,$ m.
2014-06-20 astro-ph.HE gr-qc
Monster Shocks, Gamma-Ray Bursts, and Black Hole Quasi-normal Modes from Neutron-star Collapse
本研究通过首个坍缩磁陀星磁层磁流体动力学模拟，提出一种非准直延迟伽马射线暴新机制，发现坍缩激发的外向流会受新生黑洞铃振调制，印刻千赫兹准正态模，为并合引力波提供高能对应体。
2024-10-09 astro-ph.HE gr-qc
Bimodal distribution of short gamma-ray bursts: evidence for two distinct types of short gamma-ray bursts
最近，GRB 170817 A被证实与GW 170817有关，GW 170817是由中子星-中子星合并产生的。这表明至少有一些短的伽马射线暴来自于双中子星合并。理论上，人们普遍认为短伽马射线暴可以由两种截然不同的机制产生，即双中子星合并和中子星-黑洞合并。这两类爆发由于触发机制不同，在观测上应该是不同的。基于这一想法，我们收集了一个由$Swift$ /BAT观测到的51个短伽马射线暴组成的通用数据集，其中14个事件具有扩展发射分量。我们统计研究了这51个事件的观测特征。结果发现，我们的样品是由两个不同的群体。当它们在15-150 keV波段的峰值光子通量相对于相应的注量作图时，它们清楚地显示出双峰分布。最有趣的是，所有14个短爆发的扩展发射位于一个特定的区域。当将注量与爆发持续时间作图时，具有延长发射的短爆发再次倾向于集中在长持续时间段。这些特征强烈地表明，短伽马射线暴确实可能来自两种不同类型的祖先。我们认为，那些具有扩展发射的短伽马射线暴来自中子星的合并，而没有扩展发射的短伽马射线暴则来自中子星-黑洞的合并.
2019-10-04 astro-ph.HE
On non-detection of Gamma-Ray Bursts in three compact binary merger events detected by LIGO
针对LIGO探测到的三个致密双星并合事件未观测到伽马射线暴的问题，研究通过BILBY贝叶斯推断估算双星倾角，提出其倾角大于33°导致无法沿窄喷流观测到SGRB。
2024-05-19 astro-ph.HE gr-qc
Can we constrain the aftermath of binary neutron star mergers with short gamma-ray bursts?
对GW170817和GRB170817 A的联合观测证明，双星中子星（BNS）合并是短伽马射线暴（SGRB）的祖先：这在仍未稳定的SGRB中央引擎和BNS合并的结果之间建立了直接联系，其性质取决于状态方程（EOS）和中子星的质量。我们提出了一种新的方法来探测基于此链接的SGRB的中央引擎。我们产生一个扩展的目录BNS合并结合最近的理论预测BNS合并率作为红移的函数和NS质量分布推断从银河系BNS的测量。我们使用这个目录来预测BNS系统结束磁星（稳定或超大质量NS）或BH（迅速形成或超大质量NS崩溃后）为不同的EOS的数量，我们比较这些结果与观察到的SGRB率。尽管不确定性主要与知识贫乏的SGRB喷气结构，我们发现，对于大多数EOS的BNS合并后产生的磁星的速率足以为所有的SGRB供电，而只有BH作为可能的中央引擎的情况似乎是不利的。
2020-09-22 astro-ph.HE
Neutron Star Mergers as sites of r-process Nucleosynthesis and Short Gamma-Ray Bursts
中子星合并一直被认为是重$r$过程核合成的有希望的场所。我们概述了支持这一设想的观测证据，包括：银河系中$r$过程元素的总量、极端贫金属恒星、地质放射性元素丰度、矮星系和短伽马射线暴（sGRB）。最近，先进的LIGO和Virgo天文台发现了一个中子星合并的引力波信号，GW 170817，以及伴随的多波长电磁（EM）对应物。紫外线、光学和近红外线的观测结果表明，在合并喷出物中合成了$r$ -过程元素。从GW 170817和EM对应物推断的速率和喷射质量与其他观测结果一致。然而，我们发现，在简单的一个区域的化学演化模型（基于合并率与合理的延迟时间分布的预期从演化模型，或从sGRBs的观测），这是很难调和的[Fe/H] $\gtrsim -1$银河系恒星的铕丰度历史的当前观测。这意味着，为了解释合并在银河系化学演化中的作用，我们需要一个具有多个种群的银河系模型，这些种群具有不同的空间分布和/或不同的形成率。
2018-01-03 astro-ph.HE
The Photospheric Emission of a Short-Duration Gamma-Ray Burst Emerging from a Realistic Binary Neutron Star Merger
本研究首次通过PLUTO和MCRaT代码模拟真实双中子星合并中相对论喷流的光球辐射，发现轴向辐射峰值约1 MeV且离轴下降，结果与短暴Amati Correlation一致但辐射效率较低。
2025-09-15 astro-ph.HE
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
Magnetars from Neutron Star--White Dwarf Mergers: Application to Fast Radio Bursts
人们普遍认为，磁星可能诞生于核心坍缩超新星（SNe）、双星中子星（BNS）或双星白矮星（BWD）的合并，或白矮星的吸积诱导坍缩（AIC）。在本文中，我们研究磁星是否也可以产生于中子星-白矮星（NSWD）合并，由FRB 180924的快速射电暴（FRB）的动机可能来自磁星出生在\cite{mar19}建议的BNS/BWD/AIC通道。通过初步的计算，我们发现，不稳定质量转移的NSWD合并可能导致NS获得一个超强的磁场通过发电机机制，由于差分旋转和对流，或可能通过磁通量守恒的情况下，一个化石场。如果NSWD合并确实可以产生磁星，那么这样的物体可以在耀斑磁星的框架内产生至少一个类似FRB 180924的FRB子集，因为NSWD合并的最终残余物的喷出物，局部环境和宿主星系类似于BNS/BWD/AIC通道。这个NSWD通道也能够很好地解释FRB 180924和FRB 180916.J0158+65的观测特性，在本地环境和宿主星系的大范围内。
2020-04-09 astro-ph.HE
Shared Properties of Merger-driven Long-duration Gamma-Ray Bursts
本研究通过分析并合驱动长时标伽马射线暴的硬度、能量和持续时间，发现其存在普遍的能量-硬度线性相关，有助于区分此类暴与传统伽马射线暴群体。
2025-05-15 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The Population of Helium-Merger Progenitors: Observational Predictions
氦并合伽马射线暴的前身是当一个致密的残余物（中子星或黑洞）与它的伴星氦核经历一个共同的包层螺旋上升时，迅速吸积到它上面而产生的。这一合并阶段在这些爆发周围产生了一个非常独特的环境，最近的观测表明，在某些情况下，我们在GRB余辉中检测到了过去合并的签名。这些观测结果使我们能够第一次研究氦合并祖先的具体特征。在本文中，我们夫妇的人口合成计算，我们目前的理解伽马射线暴发动机和共同的包络演变作出观测预测的氦合并伽马射线暴人口。许多合并不产生伽玛射线暴爆发，我们讨论了这些合并与更广泛的人口的天体物理瞬变的影响。
2012-11-03 astro-ph.HE
The rarity of repeating fast radio bursts from binary neutron star mergers
快速射电暴（FRB）是银河系外的，明亮的脉冲发射在射频与毫秒的持续时间。在观测上，FRB可以分为两类，重复FRB和非重复FRB。目前，已经发现了20个未知物理来源的重复FRB。第一个重复FRB 121102的定位和相关持久射电源的发现支持FRB是由年轻的毫秒磁星提供动力的，这些磁星可能是由大质量恒星或双星中子星合并的核心坍塌形成的。这两个形成通道可以通过双星中子星合并产生的引力波来区分。我们首先计算了加拿大氢强度测绘实验（CHIME）观测到的重复FRB的局部形成率的下限。然后，我们表明，只有一小部分（$6\%$）的重复FRB产生的年轻磁星从二中子星合并，基于引力波探测先进LIGO/室女座引力波探测器的第三次观测运行（O3）。因此，我们认为，重复的FRB更可能是由大质量恒星的核心坍缩而不是双星中子星合并产生的磁星。
2020-03-04 astro-ph.HE
Are binary black hole mergers and long gamma-ray bursts drawn from the same black hole population?
本文比较了人口的BBH合并检测LIGO/Virgo与选定的长GRB世界模型卷积的延迟函数（LGRB被用作恒星质量BH形成的示踪剂）。比较涉及的红移分布和分数的LGRB需要产生本地率的BBH合并。我们发现，BBH合并和LGRB不可能有相同的形成历史，除非BBH合并有几个Gyr的长合并时间。这意味着在红移z~2-3的长伽玛暴形成高峰期产生的BH在当前GW干涉仪的视界内合并。我们还表明，LGRB是更多的比BBH合并，使他们中的大多数不结束他们的生命在BBH合并。我们解释这些结果表明，BBH合并和LGRB构成两个不同的人口的恒星质量BH，LGRB更频繁比BBH合并。我们推测，LGRB的后代可能更像银河系的高质量X射线双星比BBH合并。最后，我们讨论了BBH合并中可能存在一个快速旋转的LGRB后代的子种群，表明这个种群，如果它存在的话，预计将成为超过红移z ~ 1的主导，导致BBH合并的观测性质的变化。
2022-09-01 astro-ph.HE
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
Connecting the Young Pulsars in Milky Way Globular Clusters with White Dwarf Mergers and the M81 Fast Radio Burst
本文提出银河系球状星团中的年轻脉冲星源于经历核坍缩星团中的白矮星并合，其自转减慢过程重现了观测特征，并推测其可能是M81快速射电暴的能源中子星后代。
2023-06-23 astro-ph.HE
Jet collimation in the ejecta of double neutron star merger: new canonical picture of short gamma-ray bursts
对伽马射线暴（SGRB）余辉中喷流破裂的观测表明，喷流具有小于10°的小张开角。射流的准直机理是一个长期存在的理论问题。数值分析了双中子星并合过程中喷流在物质中的传播，结果表明，当喷出物质量大于10^{-2} M_{sun}时，喷流会受到茧的约束，并以所需的准直角从喷出物中射出.我们的研究结果还表明，有一些人口的窒息（失败）SGRB或低亮度的新类型的事件。通过构建SGRB 130603 B的模型，它与第一个kilonova/macronova可以didate，我们推断，中子星的状态方程将足够软，以提供足够的喷出物准直喷流，如果这个事件与双中子星合并。
2014-03-04 astro-ph.HE
The gravitational wave and short gamma-ray burst GW170817/SHB170817A, not your everyday binary neutron star merger
这一事件是迄今为止独一无二的，它完美地证实了关于两颗中子星合并产生的引力波的标准观点，但它的电磁多波长观测结果与伽马射线暴的“标准火球模型”的许多最初版本不一致。从理论上讲，它们提供了支持“炮弹”模型的有力证据。最无可争议的是，在无线电波段观测到了一颗炮弹，具有压倒性的统计意义（$>\! 17\,σ$），正如预期的那样，它以表观超光速$V_{app}\sim 4\, c$在天空平面上运动。
2022-04-15 astro-ph.HE hep-ph
Detectability of radio afterglows from binary neutron star mergers and implications for fast radio bursts
双中子星（BNS）合并是重复和非重复快速射电暴（FRB）的起源之一，它将FRB与引力波和短伽马射线暴（GRB）联系起来。在这项工作中，我们探讨从BNS合并的无线电余辉的可探测性，并将其与所观察到的FRB余辉的无线电极限进行比较。我们计算的余辉通量由两个组件供电：一个相对论性喷流和一个较慢的各向同性喷出物，并量化的源红移，观测时间和通量灵敏度的函数的检测概率。模型参数分布采用了由GRB短余辉推断的模型参数分布，视角分布（均匀球形、引力波、轴上有偏）采用了不同的假设，以反映不同的搜索场景。假设FRB没有强波束，我们与用报告的无线电极限检测到的FRB进行比较，发现检测概率一般为1- 10%，因此考虑到小样本数（<10），对BNS祖先模型没有强约束。特别是对于一些附近的FRB（例如180916.J0158+65，190608），我们发现在合并后1- 10年在$\sim$附近达到峰值的各向同性分量的检测机会很高（在10 $μ$ Jy灵敏度下>20%）。因此，对这些天体的持续无线电辐射进行长期的无线电监测是非常重要的。
2020-08-17 astro-ph.HE
The birth of black holes: neutron star collapse times, gamma-ray bursts and fast radio bursts
最近对短伽马射线暴（SGRB）的观测表明，双中子星（NS）合并可以产生高度磁化的毫秒级NS。一些SGRB的X射线余辉平台的尖锐截止暗示了这些残余NS到黑洞的引力坍缩。这种“超大质量”NS的坍缩也描述了闪电模型，闪电模型是快速射电暴（FRB）前身的主要候选者。与SGRB相关的FRB的观测将为闪电战模型和SGRB的二元NS合并情景提供令人信服的证据，并导致对NS状态方程的有趣约束。我们预测的超大质量NS的崩溃时间创建的二进制NS合并，发现这样的恒星崩溃$\sim10\,{\rm s}$ - $4.4\times10^{4}\,{\rm s}$（95%的信心）合并后。这直接影响到观测目标的NS残余的二进制NS合并，提供了最佳的窗口，高时间分辨率的无线电和X射线后续的SGRB和引力波爆发。
2014-04-10 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Ultra wide black-hole - neutron star binaries as a possible source for gravitational waves and short gamma ray bursts
LIGO/Virgo/KARGA合作的第三次观测报告了几个中子星-黑洞（NSBH）合并事件。虽然NSBH合并还没有得到广泛的理论关注，但它们可能具有以短伽马射线暴形式存在的有希望的电磁特征。在这里，我们表明，NSBH动力学合并可以自然地形成从超宽双星领域。在这些超宽系统中，与星系中其他邻居的飞越引力相互作用可能导致高偏心率，从而驱动双星合并。结果表明，对于椭圆星系（旋涡星系），这一过程可以导致$\sim 10$ ~Gpc $^{-3}$ ~yr $^{-1}$（$\sim 5$ ~Gpc $^{-3}$ ~yr $^{-1}$）量级的合并速率.这条通道预示了主星系的速度色散越大合并率越高，延迟时间分布比均匀分布浅，但比$1/t$陡，BH/NS质量比越小合并率越高。
2022-05-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
Emission of magnetar bursts and precursors of neutron star mergers
磁星爆发可以由外磁层中的阿尔文波增长到非线性振幅$δB/B\sim 1$并触发磁重联而发射。类似的磁闪应该准周期性地发生在一颗接近合并的磁化中子星双星中。在这两种情况下，磁耀斑的快速耗散产生了光学厚度的$e^\pm$等离子体，其热容量与产生的辐射能量相比可以忽略不计。磁耗散则涉及光子粘性，并通过康普顿阻力作用于重联区域中的等离子体体运动。由此产生的康普顿化过程的有效温度是自我调节到几十keV。所产生的X射线发射是使用时间相关的辐射转移模拟计算的，该模拟遵循$e^\pm$对的创建以及光子的产生、康普顿化和逃逸。模拟结果显示了耗散区如何被涂上$e^\pm$涂层，以及逃逸光谱如何通过涂层的辐射转移形成。结果与观测到的磁星爆发，包括最近的活动SGR 1935+2154伴随着快速射电暴。预测了磁化中子星合并的X射线前兆。
2021-07-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Event Rate of Fast Radio Burst from Binary Neutron-star Mergers
本文结合星族合成与中子星磁场衰减模型，估计旋进阶段产生周期性FRB的高磁化双中子星并合事件率，得出红移z<1内每年约8万次、占总并合19%。
2023-07-05 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
Long-duration Gamma-ray Burst and Associated Kilonova Emission from Fast-spinning Black Hole--Neutron Star Mergers
本文收集了GRBs 060614、211211 A和211227 A这三个独特的爆发，它们都具有长持续时间的主发射（ME）相和再亮扩展发射（EE）相的特征，以研究它们的观测特性和作为中子星-黑洞（NSBH）合并的可能起源. NS-第一出生（BH-第一出生）NSBH合并倾向于包含快速旋转（非旋转）的BH，更容易（几乎不）允许潮汐破坏发生（不）形成电磁信号。我们发现，NS先生的NSBH并合能很好地解释这三个伽玛暴的起源，支持这一结论的是：（1）它们的X射线ME和EE具有明确的回退吸积特征，以$\propto{t}^{-5/3}$形式递减，这可能是它们持续时间长的原因。EEs可能是由于$r$过程加热材料的回退吸积，预计发生在NSBH合并后。(2)这种类型的合并起源的长持续时间伽玛暴的波束校正的本地事件率密度是$\mathcal{R}_0\sim2.4^{+2.3}_{-1.3}\,{\rm{Gpc}}^{-3}\,{\rm{yr}}^{-1}$，与NS-第一出生的NSBH合并。(3)通过对GRB\，211211 A的EE、余辉和kilonova的详细分析，揭示了它可能是一个$\sim1.23^{+0.06}_{-0.07}\,M_\odot$ NS和一个排列自旋为$χ_{\rm{BH}}\sim0.62^{+0.06}_{-0.07}$的$\sim8.21^{+0.77}_{-0.75}…
2022-07-30 astro-ph.HE
Dispersion and Rotation Measures from the Ejecta of Compact Binary Mergers: Clue to the Progenitors of Fast Radio Bursts
自从发现与银河SGR 1935+2154相关的FRB 200428以来，磁星被认为是快速射电暴（FRB）的动力。人们普遍认为磁星可以通过核心坍缩（CC）爆炸和致密的双星合并形成，例如双星中子星（BNS），双星白矮星（BWD）和中子星-白矮星（NSWD）合并。因此，重要的是要区分不同的祖细胞。并合喷出物的膨胀产生了随时间演化的色散测度（DM）和旋转测度（RM），可以探测FRB的局部环境。在本文中，我们推导出的DM和RM的标度律不同的动力学结构（质量和能量分布）的喷出物在均匀的环境介质（合并的情况下）和风环境（CC的情况下）。我们发现，在合并的早期阶段，DM和RM将增加，而DM将继续缓慢增长，但RM将减少在合并的情况下，在后期阶段。在BNS合并情景下，我们首次同时拟合了FRB 121102的DM和RM演化，发现它在2012年首次被探测时的源年龄为$ \sim9-10 $ yr，周围介质密度为$ \sim 2.5-3.1 $ cm $ ^{-3} $ .一些FRB的大偏移与BNS/NSWD信道一致。用总体合成方法估计了紧二进制合并率。BWD合并率接近观察到的FRB率。因此，FRB的祖细胞可能不是唯一的。
2020-12-14 astro-ph.HE
Short gamma-ray bursts from binary neutron star mergers: the time-reversal scenario
经过几十年的观测，产生短伽马射线暴（SGRB）的物理机制仍然不清楚。观测证据支持SGRB起源于紧凑双星合并的想法，由两颗中子星（NS）或一颗NS和一个黑洞（BH）组成。理论模型和数值模拟似乎收敛到这样一种解释，即SGRB的中心引擎是由一个被热吸积环包围的旋转BH给出的。这样的BH-环面系统可以在紧凑的双星合并中形成，并且能够发射相对论性喷流，然后可以产生SGRB。然而，这一基本假设最近受到了雨燕卫星观测的挑战，雨燕卫星观测揭示了与大部分SGRB事件相关的长期X射线余辉。这些余辉的长持续时间（从几分钟到几个小时）不能用环到BH上的$\sim\text{s}$吸积时间尺度来解释，相反，建议一个长寿的NS作为持续的辐射源。然而，如果合并的结果在一个巨大的NS的条件，产生相对论性喷流，从而迅速SGRB排放几乎不满足。在这里，我们考虑一种替代方案，可以调和这两个方面，并占即时和X射线余辉发射。未来的观测，多信使天文学和约束NS属性的影响进行了讨论，以及模型的潜在挑战。
2015-05-06 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
The Swift short gamma-ray burst rate density: implications for binary neutron star merger rates
由{ \it Swift}观测到的短伽马射线暴（SGRB）可能揭示了对灾难性紧凑物体合并的第一个见解。为了最终获得对这些事件的基本了解，需要全光谱观测和它们的空间分布知识，以区分拟议的祖先种群。截至2012年4月，只有大约30%的SGRB具有相当稳定的红移，并且该样本由于{ \it Swift}检测SGRB的有限灵敏度而高度偏倚。我们占主导地位的偏见来计算一个现实的SGRB率密度出$z\approx0.5$使用{ \it Swift}样本的峰值通量，红移，和那些SGRB的光束角约束从X射线/光学观测。我们发现一个SGRB较低的$8^{+5}_{-3}$ $\mathrm{Gpc}^{-3}\mathrm{yr}^{-1}$的速率密度（假设各向同性发射），和聚束校正的$1100^{+700}_{-470} $ $\mathrm{Gpc}^{-3}\mathrm{yr}^{-1}$的上限。假设一个显着的比例的二进制中子星合并产生SGRB，我们计算的下限和上限的探测率限制的$(1-180)$年$^{-1}$的aLIGO和Virgo符合搜索。我们的检测率是类似的较低和现实的利率推断外推使用银河系脉冲星观测和人口合成。
2012-06-22 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmological Fast Radio Bursts from Binary Neutron Star Mergers
宇宙学距离上的快速射电暴（FRB）是最近发现的，其持续时间约为毫秒。我们认为，所观察到的短持续时间是很难解释的软伽玛射线中继器的巨型耀斑，虽然他们的事件率和能量是一致的FRB。在这里，我们讨论的二元中子星（NS-NS）合并作为一个可能的起源FRB。FRB率在NS-NS合并率及其宇宙学演化的合理范围内，而很大一部分NS-NS合并必须产生可观测的FRB。一个可能的辐射机制是像射电望远镜一样的相干射电发射，当中子星的磁场在合并时同步到双星旋转时，通过磁制动。标准强度（~ 10^{12-13} G）的磁场可以解释观测到的FRB通量，如果从磁制动能量损失到射电发射的转换效率与孤立射电望远镜的类似。相应的伽马射线发射很难被现在或过去的伽马射线暴卫星探测到。由于FRB告诉我们合并的确切时间，相关搜索将显着提高引力波探测器的有效灵敏度。
2013-11-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Off-axis emission of short gamma-ray bursts and the detectability of electromagnetic counterparts of gravitational wave detected binary mergers
本文计算了致密双星并合前体短持续时间伽马射线暴的广角辐射。这样的事件被认为是由它们的引力波发射而定域的，而与系统的角动量矢量的方向完全无关，伽马射线暴流出物被认为是沿着系统的角动量矢量传播的。我们发现，即时和余辉发射是暗淡的，具有挑战性的检测观察员躺在锥内的相对论外流传播。然而，如果喷流最初通过合并点周围的重子污染区传播，则会在其周围形成热茧，随后热茧准各向同性膨胀，产生自身的瞬发辐射和外部激波驱动的余辉。我们表明，茧即时发射是可检测的斯威夫特BAT和费米GBM，我们还表明，茧余辉峰值后几个小时到几天的爆发，并可检测长达几个星期在所有波长。然而，瞬变的时间和亮度是不确定的，因为它们依赖于未知的量，如合并地点周围的环境介质的密度，茧的能量和茧的洛伦兹因子。对于引力探测到的中子星双星合并中的很大一部分，茧状余辉可能是唯一可识别的电磁对应物，至少在无线电和X射线频率下。
2017-06-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Jet Propagation in Expanding Medium for Gamma-Ray Bursts
双星中子星（BNS）合并事件GW 170817清楚地表明，BNS合并发射了一个短的伽马射线暴（sGRB）喷流。与周围介质静止的BNS星不同，在BNS合并中，喷流通过以相当大的速度（$\sim 0.2c$）向外膨胀的合并喷出物传播。在这里，我们提出了半解析和解析模型来解决伽玛暴射流通过其周围介质的传播。这些模型改进了我们以前的模型，包括射流准直茧自洽。我们还进行了一系列的二维数值模拟的射流传播在BNS合并和在Bensars来测试我们的模型。我们的模型在各个方面（射流头半径，茧的横向宽度，包括准直，茧压力，射流茧形态的射流张开角）与数值模拟是一致的。茧的能量组成被发现是不同的，这取决于周围介质是否正在扩大或不;在BNS合并射流的情况下，茧的能量主要是由动能，而它主要是由内能在BNS合并射流。我们的模型将有助于估计电磁对应的引力波。
2020-10-21 astro-ph.HE
