Linking the rates of neutron star binaries and short gamma-ray bursts
短伽马射线暴被认为是由双星中子星（BNS）和中子星-黑洞（NSBH）合并产生的。我们使用目前对BNS和NSBH合并率的估计来计算通过每个通道产生的可观测短伽马射线暴的比例。这使我们能够将BNS的合并率限制在$\mathcal{R}_{\rm{BNS}}=384^{+431}_{-213}{\rm{Gpc}^{-3} \rm{yr}^{-1}}$（$90\%$可信区间），这是第二个LIGO-室女座引力波瞬态目录GWTC-2的速率不确定性的$16\%$降低。假设一个大的洛仑兹因子的顶帽发射轮廓，我们约束的平均张开角的伽玛射线爆发喷流产生的BNS合并$\approx 15^\circ$。我们还测量了BNS和NSBH合并产生可观测到的短γ射线爆发的分数分别为$0.02^{+0.02}_{-0.01}$和$0.01 \pm 0.01$，并发现BNS合并的$\gtrsim 40\%$发射喷流（90%置信度）。我们预测未来的引力波探测的限制，给出不同的建模假设，包括BNS和NSBH喷气机是不同的可能性。通过$24$ BNS和$55$ NSBH观测，预计在LIGO-Virgo-KAGRA网络以设计灵敏度运行的六个月内，将有可能限制BNS和NSBH合并的比例，这些合并以$10\%$精度发射喷气机。在一年的观测中，我们可以确定NSBH合并中发射的喷流是否具有与BNS合并中发射的喷流不同的结构，并排除二…
2022-03-29 astro-ph.HE gr-qc
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
GRMHD simulations of prompt-collapse neutron star mergers: the absence of jets
吸合中子星不仅是重要的引力波源，也是符合电磁波的候选者。这些系统被认为是短伽马射线暴（sGRB）的前身。我们以前已经表明，双中子星合并，经历{ \it延迟}坍缩到一个黑洞周围的{ \it weighty}磁化吸积盘可以驱动磁动力射流。我们现在进行磁流体动力学模拟的双中子星合并，经历{ \it提示}崩溃，探讨喷流形成的可能性，从黑洞-{ \it轻}吸积盘残余。我们发现，在$t-t_{\rm BH}\sim 26(M_{\rm NS}/1.8M_\odot)$ ms [ $M_{\rm NS}$是ADM质量]之后，黑洞迅速形成，没有证据表明质量外流或磁场准直。合并后黑洞的快速形成阻止了磁能接近磁极上方的无力值，这是通常的Blandford-Znajek机制发射喷流所必需的。与sGRB重合的引力波的探测可能会对核物质状态方程（EOS）提供限制：NSNS合并的命运-延迟或即时崩溃，因此sGRB的出现或不出现-取决于双星总质量的临界值，而这个值对EOS很敏感。
2017-11-02 astro-ph.HE gr-qc
Simulating the outcome of binary neutron star merger in common envelope jets supernovae
模拟了两颗中子星合并过程中，在红超巨星内部释放的能量对合并位置内部的红超巨星包层的影响。在三星共包络演化中，我们考虑了一个紧双星系统的两个NS螺旋-在RSG包络内，由于质量吸积和动力学摩擦，两个NS合并。我们在距离RSG中心25 Ro和50 Ro处沉积3e 50和1 e51 erg的合并爆炸能量，并使用三维流体动力学程序FLASH跟踪RSG包络在内部区域的演化。对于我们探索的参数，我们发现超过90%的RSG信封质量内部的合并网站保持绑定到RSG。经历CEE的NS很可能通过发射喷流的吸积盘吸积RSG包层质量。这些喷流为一个发光的瞬变事件提供了动力，这就是普通的包层喷流超新星（CEJSN）。合并过程增加了CEJSN的能量。我们的发现意味着合并产品，一个大规模的NS或BH，与信封的相互作用可以继续释放更多的能量，无论是进一步的螺旋和质量吸积的合并产品。大量的RSG信封可以迫使合并产品螺旋式进入RSG的核心，从而导致一个更有活力的CEJSN。
2021-10-04 astro-ph.HE
Jittering-jets explosion triggered by the standing accretion shock instability
我们表明，已被用来缓解核心坍缩超新星（CCSNe）中微子驱动的爆炸模型的冲击复苏的常设吸积激波不稳定性（SASI），可能会发挥更决定性的作用，在提供所需的随机角动量触发爆炸与抖动射流。我们发现，如果SASI横向（非径向）运动的动能大于吸积气体能量的10%，则随机角动量可以达到新生中子星周围开普勒比角动量的5%.这种吸积流沿着磁极留下平均开度约为5度的开放圆锥区域。根据抖动喷流模型，从开放的极地区域流出的能量会引发爆炸。
2016-03-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Post-Merger Jets from Supermassive Black Hole Coalescences as Electromagnetic Counterparts of Gravitational Wave Emission
作为一个强大的引力波源，超大质量黑洞（SMBH）合并可能伴随着一个相对论性喷流，导致可检测到的电磁（EM）辐射。我们模拟了合并后的喷流在合并前由盘风形成的环核环境中的传播，并计算了前激波区的多波长电磁谱。我们表明，非热EM信号SMBH合并是可检测的未来GW设施，如激光干涉仪空间天线（LISA）的检测范围。基于我们的模型的计算预测缓慢衰落的瞬变与时间延迟从几天到几个月后合并，导致GW检测后的EM后续观测的影响。
2021-03-13 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Observational consequences of structured jets from neutron star mergers in the local Universe
最近发现的中子星（BNS）并合双星GW 170817的多信使发现表明，短暴中的$γ$射线辐射比中央高能窄锥更宽，并向外弱膨胀数十度。在这里，我们探讨这种结构的发射的观测结果，以重建的角发射轮廓的伽马射线暴GRB 170817 A是典型的。我们计算了BNS合并中引力波观测的预期比例，这些引力波观测将有一个观测到的GRB对应物是$\sim30\%$，这意味着联合引力波和GRB观测将是常见的。此外，我们发现观测到的短伽玛暴的$\sim10\%$发生在200 Mpc。最后，我们估计BNS合并率为$\sim500$ Gpc $^{-3}$/年$^{-1}$。
2018-08-19 astro-ph.HE
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
Black holes, disks and jets following binary mergers and stellar collapse: The narrow range of EM luminosities and accretion rates
我们在广义相对论中对双中子星和双黑洞-中子星合并以及超大质量恒星的磁旋转坍缩进行了磁流体动力学模拟。在许多情况下，结果是一个沉浸在磁化盘中的旋转黑洞（BH），从BH的两极发出喷流。虽然它们的形成情况不同，它们的BH质量，以及它们的磁盘质量，密度和磁场强度，变化的数量级，这些功能合谋产生喷流坡印廷光度，都在同一个，狭窄的范围内的$\sim 10^{52\pm1}~{\rm erg ~s^{-1}}$。类似的结果也适用于它们在喷气发射时的BH吸积率，即$\sim 0.1-10~{\rm M_{\odot}~s^{-1}}$。我们提供了一个简单的模型来解释这些意想不到的发现。有趣的是，这些光度位于同一个狭窄的范围内，表征了观察到的400多个短和长GRB的光度分布，这些GRB的距离是从光谱红移或宿主星系推断的。这一结果，连同模型预测的伽玛暴寿命，支持的信念，一个紧凑的二元合并是SGRB的祖先，而一个大规模的恒星磁旋转崩溃是一个LGRB的祖先。
2017-06-23 astro-ph.HE gr-qc
An explosion is triggered by the late collapse of the compact remnant from a neutron star merger
众所周知，双中子星合并会产生超大质量中子星。这种致密残余物的寿命取决于总质量和状态方程。这个致密的残骸坍缩成一个黑洞-环面系统，预计会产生一个强大的喷流和一个短暂的伽马射线暴。然而，如果坍缩延迟半秒左右，周围的物质就会被吸积和/或排出，因此不会形成环面。然而，坍缩本身会产生准各向同性的磁化火球。由于磁场重连，这种磁性炸弹将耗散其大部分能量，并将产生即时发射，此时火球将对伽马射线透明。这种爆炸的能量范围取决于两颗中子星的初始磁场强度和合并过程中磁能的放大。我们讨论了一个准各向同性磁化火球的生产和随后的相互作用，在合并过程中喷出的物质，作为一个双中子星系统合并的结果。我们进一步讨论了一个可能的起源的持续时间的爆发和径向分层的流量以下的准正常模式的黑洞。
2018-07-18 astro-ph.HE
Prospects of joint detections of neutron star mergers and short-GRBs with Gaussian structured jets
GW 170817是第一次联合探测到来自双中子星（BNS）合并的引力波（GW）和短$γ$射线爆发（SGRB）。对一年多的多波段余辉观测的分析表明，合并最终产物的流出与结构化相对论性喷流模型一致，喷流核心严格准直到半开角$\sim5$度。在这项工作中，假设所有的BNS合并产生高斯结构的射流与GW 170817推断的属性，我们探讨了联合检测的BNS合并和提示$γ-$射线发射，预计在当前和即将到来的升级LIGO-Virgo-KAGRA探测器的前景。我们讨论了三个具体的观测方面：1）检测到的二元倾角的分布，2）距离达到和3）检测率。与仅GW检测不同，由于喷流的结构，联合检测在大倾角时受到很大限制。我们发现，在较低的倾角（比如说低于20度），距离达到以及联合检测的检测率是由GW的可检测性，而在较大的倾角（比如说高于20度），它们是由$γ$射线的可检测性限制。
2020-01-30 astro-ph.HE
Gravitational wave triggered searches for high-energy neutrinos from binary neutron star mergers: prospects for next generation detectors
本文探讨了下一代引力波探测器（ET和CE）触发双中子星并合高能中微子搜寻的能力，指出多台第三代探测器的精确定位对于实现中微子符合探测或约束辐射模型至关重要。
2024-02-29 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Transient Survey Rates for Orphan Afterglows from Compact Merger Jets
由短$γ$射线暴（GRB）产生的孤儿余辉是引力波（GW）探测中子星或中子星黑洞合并的电磁（EM）对应搜索的潜在候选者。已经提出了各种射流动力学和结构模型，可以通过检测大样本的GW-EM对应物进行测试。我们从这些喷流模型为未来的调查望远镜，没有GW或GRB触发器的光学瞬变的预期速率的预测。在红移极限$0\leq z\leq 3.0$中产生合并喷流的样本，并且分别计算了在LSST或ZTF检测阈值$m_r=24.5$和$20.4$之上的预期峰值$r$带通量和时间尺度。显示了$m_r\leq26.0$和$m_r\leq21.0$的一般全天速率。探测到的孤辉率和GRB余辉率取决于喷流模型，典型的是LSST的$16\lesssim R\lesssim 76$ yr $^{-1}$和ZTF的$2\lesssim R \lesssim 8$ yr $^{-1}$。在探测深度为$m_r\leq26$的情况下，孤立余辉的比率过大表明合并喷流具有占主导地位的低洛伦兹因子群，或者喷流表现出固有的喷流结构。仔细过滤的瞬态需要成功地识别孤儿余辉从短或长的伽玛射线暴祖。
2018-02-19 astro-ph.HE
Jet-environment interplay in magnetized binary neutron star mergers
本文报告了首个磁化sGRB喷流穿透真实磁化并合后环境的3D狭义相对论MHD模拟，克服了以往无磁场模拟的局限，揭示了磁场在喷流演化中的关键作用。
2023-06-14 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
A transient radio source consistent with a merger-triggered core collapse supernova
当大质量恒星核心的放热融合停止时，通常是由于核燃料耗尽，就会发生核心坍缩超新星。理论预测，融合可能会提前中断，因为恒星与一个紧凑的双星伴星合并。我们报告了在甚大天阵巡天中发现的一个明亮的射电瞬变，VT J121001+495647。无线电发射与超新星喷出物与致密物质壳层的碰撞一致，可能是在爆炸前的几个世纪通过双星相互作用喷出的。我们将这颗超新星与档案X射线瞬变联系起来，这意味着爆炸期间发射了一股相对论性喷流。早期的相对论性喷流和晚期密集相互作用的结合与合并驱动爆炸的预期是一致的。
2021-09-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
Are Interactions with Neutron Star Merger Winds Shaping the Jets?
射流在密集环境中传播时会变得平行，理解这种相互作用对于将环境的物理模型与观测联系起来至关重要。在这项工作中，我们使用3D特殊相对论模拟研究如何通过周围的环境中创建的一个中子星合并残留物中微子驱动的风射流传播。我们模拟了四个喷流有两种不同的初始结构，礼帽和高斯，和两个光度。喷流爆发后，我们研究了角喷流结构和由此产生的余辉光变曲线。我们发现，初始的角结构有效地冲洗在传播过程中，尽管只有$\sim 10^{-3}$ M $_\odot$的小风质量。最终的结构取决于喷流的亮度，因为能量较低的喷流被更强地准直，并且重子的夹带导致适度的外流洛伦兹因子（$\approx 40$）。尽管我们的喷流并不是专门用于模拟GW 170817事件的外流，但我们表明它们可以用来产生与GW 170817事件后观察到的余辉一致的光变曲线。使用这个过程，我们展示了如何推断的物理参数，例如，倾斜角，周围的粒子数密度，可以在相同数据集的独立拟合之间变化很大，并且似乎对角射流形状的较小细节敏感，这表明观察推断的参数可能敏感地依赖于所采用的射流模型。
2021-10-13 astro-ph.HE
The dynamics, appearance and demographics of relativistic jets triggered by tidal disruption of stars in quiescent supermassive black holes
我们研究的后果模型中，相对论性喷流可以被触发在静止的大质量黑洞时，一个几何厚和热的吸积盘形式作为一个恒星的潮汐破裂的结果。为了估计喷流的功率、推力和寿命，我们使用了通过详细的流体动力学模拟恒星潮汐破裂计算出的黑洞的质量吸积历史。我们接着确定了各种类型的静止星系核中的星际介质的状态，并描述了这种外部物质如何影响穿过它的喷流。我们使用这些信息，结合相对论流结构的二维流体动力学模型，来研究喷流的动力学，其传播受环境的密度分层和其注入历史的调节。从一维到二维的转变涉及对称性的破坏是至关重要的，并导致定性的新现象。Swift 1644+57/GRB 110328 A事件的许多观测性质可以理解为是类太阳恒星分裂后，$10^6 M_\odot$中心质量黑洞吸积和驱动喷流的结果。由于潮汐半径附近的不稳定性驱动的进给速率的变化，我们发现，我们的模型可以解释X射线光变曲线，而不调用一个罕见的深遇到的随机贡献的光度。结合当地宇宙中黑洞的数量密度，我们假设产生斯威夫特事件所需的条件并不反常，但实际上是由潮汐中断引起的喷气驱动的耀斑人口的代表。[删节]
2012-05-07 astro-ph.HE
Evolution and afterglow emission of gamma-ray burst jets from binary neutron star mergers
SISSA（的里雅斯特国际高等研究院）；INAF, Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；INFN, Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）；INAF, Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）；INFN, Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰比可卡分部）；INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；IFPU（的里雅斯特基础物理学研究所）
研究双中子星并合中喷流的演化和余辉特征，通过三维磁流体动力学模拟揭示喷流与周围介质相互作用的影响。
2026-01-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
A lesson from GW170817: most neutron star mergers result in tightly collimated successful GRB jets
联合探测到的引力波（GW）和$γ$ -射线从一个双中子星（NS）合并提供了一个独特的视图离轴伽玛暴和NS合并率的独立测量。通过对GRB 170817的观测结果与常规短暴（sGRB）的观测结果的比较，我们发现，NS合并的一个统一阶分数导致sGRB喷流从周围的喷出物中爆发出来。我们认为，sGRB的亮度函数，峰值在$\approx 2\times 10^{52}\, \mbox{erg s}^{-1}$，可能是一个内在的属性的sGRB中央引擎和sGRB喷流通常是狭窄的开口角$θ_0 \approx 0.1$。我们进行Monte Carlo模拟研究模型的结构和效率的即时发射离轴sGRB。我们发现，只有一小部分（$\sim 0.01-0.1$）的NS合并检测LIGO/VIRGO在GW预计也检测到提示$γ$ -射线和GW 170817类似的事件是非常罕见的。对于NS合并率为$\sim 1500$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$，如从GW 170817推断的，我们期望在未来十年内，对于结构喷流模型，直到$\sim 12$与离轴GRB的联合探测，而对于准球形茧模型，只有$\sim 1$，其中$γ$射线是冲击爆发的结果。给定几个联合检测和它们的发现率，可以区分不同的结构模型。此外，如果GW源的定位足够快，则可以在UV中直接观察到具有热能储存器的茧的存在。
2018-12-10 astro-ph.HE
Large-scale Evolution of Seconds-long Relativistic Jets from Black Hole-Neutron Star Mergers
本文通过大尺度数值模拟揭示 BH-NS 并合后磁通量、MAD 状态及盘风如何决定数秒长相对论喷流的功率、持续时间与磁化演化。
2023-08-18 astro-ph.HE
Neutron-star merger ejecta as obstacles to neutrino-powered jets of gamma-ray bursts
本文首次对黑洞-环面系统进行了狭义相对论性轴对称流体动力学模拟（近似广义相对论引力）作为双星-中子星（NS-NS）和中子星-黑洞（NS-BH）合并的残余，其中，粘性驱动的吸积环的演化遵循自洽的能量-的依赖中微子输运和相互作用的动态喷出物在NS-NS合并期间排出的云考虑。模型环面质量，BH质量和自旋，和喷出物的质量，速度和空间分布采用相对论合并模拟。我们发现，中微子湮灭的能量沉积可以加速流出最初高洛伦兹因子沿极低密度漏斗，但只有在合并极区的重子污染极低。NS-BH合并，在合并阶段没有极质量喷射，提供了足够的重子贫环境，使中微子动力，超相对论喷流与终端洛伦兹因子超过100和相当大的动力学准直，有利于短伽马射线暴（sGRB），虽然他们的典型能量和持续时间可能太小，无法解释大多数事件。然而，在NS-NS合并的情况下，吸积和粘性扩散环的中微子发射太短，太弱，无法产生足够的能量，使流出物从周围的喷出物壳层中爆发出来，成为高度相对论性的喷流。我们的结论是，中微子湮灭本身不能从NS-NS合并电源sGRB。
2016-01-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Detectability of Electromagnetic counterparts from Neutron Star mergers: prompt emission vs afterglow
对第一颗中子星（BNS）合并双星GW 170817的电磁观测表明，在BNS合并双星中可以成功地发射相对论喷流。典型地，这样的喷流在两个阶段中产生发射：$γ$ -射线即时发射和多波长余辉。由于相对论性减助推，这两个对应物的可探测性取决于观察者视线和喷流轴线之间的角度（$θ_v$）。我们比较了离轴射流的即时和余辉发射的可探测性，假设标准的检测器阈值。我们发现，对于顶帽喷流，余辉是一个更潜在的对应物比即时发射，即使与不利的余辉参数。对于具有高斯分布的结构射流，在假设瞬发阶段发射的能量等于外流的动能的情况下，在极端视角下，瞬发发射比余辉更有希望。假设一个高斯喷流剖面，我们预测人口的$γ$ -射线检测，并发现极端视角的事件，如GRB 170817 A将是罕见的。在我们的模拟样本中，观测到的$γ$ -射线中的各向同性等效能量与视角适度相关，使得低$E_{\rm iso, γ}$几乎总是与高离轴视角相关联。
2019-12-19 astro-ph.HE
The collimation of relativistic jets in post-neutron star binary merger simulations
研究通过中微子辐射-GR-MHD模拟探讨双中子星合并中坡印廷通量主导喷流的传播，发现极腔促使喷流突破且抛射物将其准直至4-7度，与GW170817观测一致。
2023-03-13 astro-ph.HE
Approaching ballistic motion in 3D simulations of gamma-ray burst jets in realistic binary neutron star merger environments
本文将真实BNS并合环境中的三维磁流体动力学喷流模拟延伸至约10秒，通过球坐标到笛卡尔网格重映射追踪近弹道阶段，发现98%能量转为动能且角结构冻结。
2025-01-27 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Striped Jets in Post Neutron Star Merger Systems
模型调用磁重联作为相对论喷流内的粒子加速机制，往往采用一个渐进的能量耗散的喷流内的配置文件。然而，这样的配置文件尚未在第一原理模拟中再现。在这里，我们进行了一套三维广义相对论磁流体动力学模拟后中子星合并磁盘与最初的纯环形磁场。我们探索微观物理学的变化（例如，核复合，中微子发射）和系统参数（例如，盘质量）。在我们所有的模拟中，我们发现了磁纹喷流的形成。这些条纹是由吸积盘中产生的极向磁通极性的反转造成的。模拟显示条纹持续时间$τ$和功率$\langle P_Φ \rangle$的分布变化很大。我们发现，更大质量的磁盘产生更强大的条纹，其中最强大的达到$\langle P_Φ \rangle \sim 10^{49}$ ~erg~s $^{-1}$在$τ\sim 20$ ~ ms的功率和可变性，从磁重联的条纹同意在短持续时间的伽玛射线暴推断。我们发现，累积能量的耗散曲线在径向距离$z$和$τ$上大致呈幂律分布，斜率在范围$\sim 1.7-3$内;质量越大的盘显示出越大的斜率。
2022-12-12 astro-ph.HE
Simulating short GRB jets in late binary neutron star merger environments
本研究通过将未磁化喷流注入双中子星合并后阶段，验证了半解析估计对喷流突破和准直的预测，并发现晚期发射的3×10^49 ergs喷流合成余辉与GW 170817的射电观测数据高度吻合。
2025-04-07 astro-ph.HE
Impact of jets on kilonova photometric and polarimetric emission from binary neutron star mergers
本文通过三维蒙特卡洛辐射转移模拟研究喷流对双中子星并合千新星光度和偏振的影响，发现喷流使近轴方向千新星变暗并增强0.25-2.5微米波段的偏振度，为未来观测约束抛射物和喷流性质提供依据。
2023-05-24 astro-ph.HE
Wide Jets or Low Rates: Reconciling Short GRB and Gravitational-Wave Neutron Star Merger Rates
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；University of Toronto（多伦多大学）
研究通过分析最新引力波合并率约束和短GRB率密度，探讨宽喷流对解释观测短GRB率的影响，发现宽喷流可调和现有数据，而窄喷流则需更低的GRB率。
2026-04-16 astro-ph.HE
Oscillation of high-energy neutrinos from choked jets in stellar and merger ejecta
我们提出了一个全面的研究从两个不同的环境中的高能中微子的振荡：蓝超巨星的祖先，可能窝藏低功率伽玛射线暴（GRB）喷流和中子星合并喷出物，将与短伽马射线暴。我们纳入了辐射约束，给出了一个必要条件的非热中微子生产，并占时间演化的喷流，这使我们能够更准确地对待中微子振荡的问题。对于大质量的恒星祖先，中微子注入恒星内部可以导致非绝热振荡模式在1 TeV - 10 TeV，也是可见的味道比。对于中子星合并喷出物，我们发现在100 GeV - 10 TeV的区域类似的行为和振荡可能会导致$ν_e$过剩约1 TeV。这些功能，使我们能够探测长和短GRB的祖先，可以看到未来的中微子探测器与精确的味道比测量。我们还讨论了潜在的贡献，扩散中微子通量测量冰立方，并找到参数集，使窒息的低功率GRB喷气机占中微子通量在10 TeV - 100 TeV的范围内，而不违反现有的限制。
2020-05-20 astro-ph.HE hep-ph
Can quasars, triggered by mergers, account for NANOGrav's stochastic gravitational wave background?
本研究基于类星体光度函数，假设类星体与超大质量黑洞双星并合相关，计算随机引力波背景，发现其振幅与NANOGrav观测值大致匹配，支持类星体作为引力波背景来源，并对类星体寿命等参数提出联合约束。
2024-12-17 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
On the jet-ejecta interaction in 3D GRMHD simulations of binary neutron star merger aftermath
短的$γ$射线暴（sGRB）喷流在中子星合并后形成，穿过盘风和动力喷出物，在喷出物爆发之前延伸超过四到五个数量级的距离。我们提出了第一个三维广义相对论磁流体动力学sGRB模拟跨越这个巨大的规模分离。它们有三种可能的结果：喷气+茧，茧，两者都没有。典型的sGRB喷流从动力学喷出物中爆发，如果（i）在BH形成时，沿着极点的束缚喷出物的各向同性等效质量是$ \lesssim10^{-4}~{\rm M_{\odot}} $，限制了合并和BH形成之间的延迟时间，否则，喷流在喷出物中消失，离开喷流膨胀的茧来为低光度的sGRB提供动力;（ii）合并后的残留磁盘包含强大的大规模垂直磁场，$\gtrsim10^{15}$ G;（iii）如果喷流是弱（$\lesssim10^{50}$ erg），喷出物的各向同性等效质量沿极必须是小的（$\lesssim10^{-2}~{\rm M_{\odot}}$）。一般来说，喷流结构的形成是由早期与盘风的相互作用，而不是动力喷出物。只要我们的喷流从喷出物中爆发出来，它们就保持着显著的磁化（$\lesssim1$），这表明磁重联是sGRB发射的基本性质。爆发后流出的各向同性等效能量的角结构始终具有平坦的核心，然后是陡峭的幂律分布（斜率$\gtrsim3$），类似于流体动力学射流。在只有茧的结果中，动力喷出物扩大了流出角分布并使其变窄（斜率$\sim1.5$）。
2022-06-23 astro-ph.HE
Can jets make the radioactively powered emission from neutron star mergers bluer?
中子星的合并喷射出富含中子的物质，其中合成了重元素。这些新合成的元素的衰变为电磁瞬变（“macronovae”或“kilonovae”）提供动力，其亮度和颜色强烈依赖于它们的核组成。如果喷出物的中子非常丰富（电子分数$Y_\mathrm{e} < 0.25$），它们含有相当数量的镧系元素和锕系元素，这些元素具有很大的不透明度，因此有效地将辐射捕获在喷出物内部，使得发射峰值位于光谱的红色部分。即使是少量的这种高不透明度的材料也可以掩盖来自较低物质的发射，因此充当“镧系元素帘”。在这里，我们研究如何一个相对论性喷流，通过喷出物冲压可以潜在地推开一个显着的一部分高不透明的材料之前，macronova开始发光。我们使用详细的中微子驱动的风的研究结果作为初始条件，并探索与3D特殊相对论流体动力学模拟射流如何通过这些风传播。随后，我们进行Monte Carlo辐射转移计算，以探讨由此产生的macronova发射。我们发现，在发射的最初几天，喷流打出的洞使macronova更亮更蓝，而且更强大的喷流对macronova的影响更大。
2020-10-18 astro-ph.HE
Limits on electromagnetic counterparts of gravitational wave-detected binary black hole mergers
与包含中子星（NS）的两个致密天体合并不同，双黑洞（BBH）合并并不伴随着潮汐分裂物质的产生，因此缺乏最直接的吸积源来驱动喷流和产生电磁辐射。然而，在费米GBM探测到对应于GW 150914的$γ$射线后，人们提出了几种替代方案来驱动喷流并产生EM辐射。{ \em}如果这种喷流真的产生了，那么它们将缺乏明亮的茧状发射，而这种发射使得来自双星NS的喷流在大视角下也是明亮的。在这里，通过蒙特卡罗模拟人口的BBH合并与从现有的LIGO/室女座观测推断的属性一致，和角发射特性的喷流传播到星际介质，我们得到的限制，允许的能量和洛伦兹因子的这种喷流从EM后续行动GW检测到BBH合并事件的日期，我们做出预测，这将有助于收紧这些限制与宽带EM后续行动的事件，在未来的LIGO/处女座运行。10个GW探测到的BBH合并中的$\lesssim 1$事件高于费米/GBM阈值的条件要求任何当前允许的发射模型必须满足条件$E_{\rm iso}/(10^{49} {\rm erg})(θ_{jet}/20^\circ)\lesssim 1$。
2019-03-21 astro-ph.HE
The sign of active galactic nucleus quenching in a merger remnant with radio jets
我们调查的光学，红外线，和无线电活动星系核（AGN）的迹象合并残留的Arp 187，主机发光喷流发射的顺序$10^5$年前，但其目前的活动星系核的活动仍然是未知的。我们从光学BPT图和红外[OIV]25.89 $μ$ m线上发现了活动星系核的信号，这些信号起源于活动星系核的窄线区。另一方面，Spitzer/IRS显示主星系占主导地位的光谱，表明活动星系核环面的热辐射相当小或已经减少。结合黑洞质量、核心射电光度上限和黑洞的基本面，我们可以估算X射线光度，得到$<10^{40}$ erg s $^{-1}$。这些结果表明，Arp 187的活动星系核活动已经被淬灭，但窄线区仍然存在，这是由于过去活动星系核活动的发射时间延迟所致。
2015-10-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
On the impact of neutrinos on the launching of relativistic jets from "magnetars" produced in neutron-star mergers
本研究通过广义相对论磁流体动力学模拟发现，双中子星并合遗迹中由磁旋转不稳定性驱动的磁场突破机制能产生准直外流，该机制无需中微子参与且稳健，中微子反而会减少极区重子污染并提升电磁光度。
2024-10-08 astro-ph.HE gr-qc
Constraints on the merging binary neutron star mass distribution and equation of state based on the incidence of jets in the population
迄今为止在引力波（GW）中探测到的单井定域中子星（BNS）合并中产生了相对论性喷流，BNS合并的局部速率与短伽马射线暴具有相同的数量级。这表明，喷流的形成是不是一个罕见的结果BNS合并，我们表明，这种直觉可以变成一个定量的约束：至少约$1/3$的GW检测到的BNS合并，至少约$1/5$的所有BNS合并，应该产生一个成功的喷流（90\%的可信水平）。喷流是否发射取决于合并残余物和周围吸积盘的性质，而这些性质又是双星质量和状态方程的函数。因此，喷流在总体中的发生率携带了关于二元组分质量分布和地球静止轨道的信息。假设一个射流只能由一个黑洞残余物周围的一个不可忽略的吸积盘，我们展示了如何射流入射可以用来放置一个联合约束的空间上的BNS组件的质量分布和EoS。结果指出了一个广泛的质量分布，特别是强有力的支持质量在$1.3-1.6\,\mathrm{M_\odot}$范围。的限制的EoS是浅的，但我们展示了他们将如何收紧的知识，提高射流的发病率。我们还讨论了如何扩展的方法，包括未来的BNS合并，可能不确定的喷气机协会。
2022-07-29 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Search for transient neutrino sources with IceCube
IceCube探测器嵌入南极的冰川冰中，是第一个体积为1立方公里的中微子望远镜。寻找天体物理学起源的中微子是IceCube的主要目标之一。点源候选者包括银河系天体，如超新星遗迹（SNRs），以及河外天体，如活动星系核（AGN）和伽马射线暴（GRB）。离线和在线搜索瞬态源，如伽玛暴和超新星（SNe）。触发搜索使用费米，SWIFT和Konus的卫星测量。作为触发离线搜索的补充，在线中微子多重态选择允许IceCube触发光学望远镜网络，然后可以识别可能的电磁对应物。这允许探测SNe中的温和相对论性喷流，从而揭示GRB，SNe和相对论性喷流之间的联系。冰立方的触发伽玛暴搜索和相对论性喷流在SNe的第一个限制，从光学后续计划的结果。
2011-11-01 astro-ph.HE
Production of Jets before Neutron Star Mergers
Rose-Hulman Institute of Technology（罗斯-赫尔曼理工学院）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；Institute of Astronomy, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院天文研究所）；Purdue University（普渡大学）
中子星合并前磁层相互作用产生双喷流电流，增强高能辐射并产生前导信号。
2026-02-17 astro-ph.HE
Modelling MHD accretion-ejection - episodic ejections of jets triggered by a mean-field disk dynamo
我们目前的MHD模拟探索发射，加速和准直的喷气机和磁盘风。磁盘结构的演变是一贯考虑。扩展我们以前的研究，我们现在考虑的磁场的自我生成的$α^2Ω$平均场发电机。磁盘磁化保持在一个相当低的水平，这有助于发展的$T > 10,000$动态时间步长的域上延伸1500内磁盘半径的模拟。我们发现一个磁场的内部磁盘类似于常见的开放领域的结构，有利于磁离心发射。外盘磁场是高度倾斜的，主要是径向的。在这里，差动旋转诱导一个强大的环形分量，在外流发射中起着关键作用。这些从外盘流出的气流速度更慢，密度更大，准直性更差。如果发电机动作不熄灭，就会不断产生磁通量，并向磁盘外扩散，充满整个磁盘。我们已经发明了一个玩具模型，触发了一个依赖于时间的平均场发电机。这种发电机的占空比导致类似时间尺度上的情节性喷射。当发电机被抑制的磁化下降到临界值以下时，产生的流出和吸积被抑制。一般的结果是，我们可以通过一个{ \em盘-内禀发电机}来控制幕式喷射和{ \em大规模喷流结}，该发电机是时间相关的，并再生喷流发射磁场。
2014-09-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Two steps forward and one step sideways: the propagation of relativistic jets in realistic binary neutron star merger ejecta
GRB 170817 A与GW 170817的关联证实了长期以来的假设，即中子星（BNS）合并是至少一些短伽马射线暴（SGRB）的祖先。这种联系开创了一个新的时代，在这个时代中，对SGRB的宽带观测，以及对引力波和电磁辐射之间的时间延迟的测量，允许探测发射流出物及其发动机的特性，达到前所未有的细节。由于辐射外流的结构是由一个相对论性喷流与二元喷出物的相互作用所塑造的，因此在现实环境中研究该系统是至关重要的。在这里，我们提出了一个三维流体动力学模拟的相对论性喷流传播的BNS合并，这是计算与广义相对论磁流体动力学模拟的喷出物。我们发现，由于在传播中遇到的不均匀性，射流的质心围绕系统的轴振荡。这些振荡使射流能够找到阻力最小的路径，并且比光滑喷出物中的相同射流行进得更快。在我们的设置中，突破时间约为0.6秒，与预期的SGRB中心引擎持续时间相当，并且可能是重力和伽马射线信号之间总延迟的不可忽略的一部分。我们的模拟还表明，喷射和茧携带的能量大致相等，大约20%的注入能量通过机械功转移到喷出物中。
2021-07-16 astro-ph.CO 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
A Rare Eddington-Limited, Heavily Obscured Low-Mass Active Galactic Nucleus Likely Triggered by a Galaxy Merger
Peking University（北京大学）；Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University（北京大学天文与天体物理前沿科学中心）；Nanjing University（南京大学）；Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics (Nanjing University), Ministry of Education（教育部现代天文与天体物理重点实验室（南京大学））；University of Michigan（密歇根大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Institute for Gravitation and the Cosmos, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学引力与宇宙学研究所）
研究通过分析GAMA 376183，发现其为低质量星系中的严重遮蔽AGN，由星系合并触发，揭示了[Ne v]发射线在识别此类天体中的作用，以及合并驱动的共进化框架可能延伸至低质量星系。
2026-04-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Upscattered Cocoon Emission in Short Gamma-ray Bursts as High-energy Gamma-ray Counterparts to Gravitational Waves
我们研究了短伽马射线暴（SGRB）的长时间发动机活动，例如扩展和/或平台排放，作为高能伽马射线对应物的引力波（GW）。双星合并导致相对论喷流和合并喷出物与$r$过程的核合成，这是观察到的SGRB和kilonovae/macronovae分别。长期的相对论喷流可能是由合并残留物发射的，这在一些SGRB的X射线光变曲线中得到了暗示。延长的射流可以在射流-喷出物相互作用形成的茧的半径内耗散它们的动能。然后茧提供种子光子给在耗散区加速的非热电子，通过逆康普顿散射过程产生高能伽马射线。我们数值计算了高能γ射线谱在这样一个系统中使用一个区域和稳态近似，并表明，GeV-TeV的γ射线产生的持续时间为$10^2-10^5$秒。它们可以通过{ \it Fermi}/LAT或CTA作为GW的伽马射线对应物来检测。
2019-12-02 astro-ph.HE gr-qc
High-energy emissions from neutron star mergers
2017年，LIGO-Virgo合作报告了第一个中子星合并事件GW 170817的探测，该事件伴随着从无线电到伽马射线的电磁对应物。虽然这次事件没有探测到高能中微子，但预计中子星的合并会产生这种高能粒子。当中子星合并时，相对论性喷流被发射出来。如果喷流中含有质子，它们可以通过光生子的产生发射出高能中微子。此外，中子星合并会产生大量快速的喷出物，这可能是膝盖以上的银河系高能宇宙射线的来源。我们简要回顾了我们从多信使事件GW 170817中学到的知识，并讨论了与中子星合并有关的多信使探测和强子宇宙线产生的前景。
2019-03-14 astro-ph.HE hep-ph
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
Convective Excitation of Inertial Modes in Binary Neutron Star Mergers
我们提出了第一个非常长期的模拟（延长到140毫秒合并后）的二元中子星合并与分段多方状态方程和充分的广义相对论。我们的模拟显示，在合并后30-50毫秒的时间，恒星的部分变得对流不稳定，这触发了惯性模式的激发。被激发的惯性模式可持续数十毫秒，并有可能被计划中的第三代引力波探测器以几千赫兹的频率观测到。由于惯性模式依赖于恒星的旋转速率，并且它们是由合并后残余物中的对流不稳定性触发的，因此在引力波中检测它们将为探测合并残余物的旋转和热状态提供独特的机会。此外，我们的发现对双中子星遗迹的长期演化和稳定性具有启示意义
2018-07-03 astro-ph.HE gr-qc
Host galaxies and electromagnetic counterparts to binary neutron star mergers across the cosmic time: Detectability of GW170817-like events
伴随着引力波信号的电磁辐射（EM）的探测发现，从双星中子星（BNS）合并GW 170817，这些系统构成的短伽马射线暴（SGRB）的祖先至少有一小部分。随着引力波探测器不断推进其探测范围，重要的是评估耦合GW/EM概率，以及如何最大限度地提高观测前景。本文利用MOBSE程序对BNS演化进行了总体合成计算，并在Illustris TNG 50模拟的三个代表性红移（z= 0.01，0.1，1）处对星系中的双星进行了种子计算。双星的演变和它们的位置在宿主星系的潜力数字跟踪，直到合并。以GRB 170817 A的天体物理参数为原型，数值计算了BNS合并喷流的宽带光变曲线，其余辉亮度取决于合并点的局部介质密度.我们进行蒙特卡罗模拟的结果EM人口假设一个随机的视角相对于射流，或射流对准的轨道角动量的二进制，偏置的视角概率为GW触发的事件。我们发现，约70-80%的BNS从z=0.01应该是可检测的伽马射线。GW-triggered BNS合并的余辉检测概率在~0.3- 0.7%之间变化，与BNS角动量对齐的喷流的值更高，并且在高能量和低能量带之间具有可比性，不像伽马射线触发的事件（宇宙学SGRB）在更高的能量下显着更亮。我们进一步量化观测偏差相对于宿主星系质量。
2021-12-09 astro-ph.GA 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
Quantum magnetic collapse of a partially bosonized npe-gas: Implications for astrophysical jets
我们研究了由部分玻色化npe气体组成的中子星产生天体物理喷流的可能机制。我们得到，一个稳定的物质流的驱逐可能是由气体的一个或多个组件的量子磁塌缩触发，而其准直是由于一个强大的自生磁场的形成。
2019-11-20 astro-ph.HE
First Light of Neutron Star Mergers: Off-axis Cocoon Cooling X-ray Emission from Short Gamma-Ray Burst Jets
School of Astronomy and Space Science, Nanjing University（南京大学天文与空间科学学院）；Department of Astronomy and Theoretical Astrophysics Center, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校天文学与理论天体物理中心）
本文通过流体动力学模拟和辐射后处理，发现短伽马射线暴喷流驱动的茧冷却产生偏轴X射线瞬变，可被爱因斯坦探针探测，为识别中子星并合提供早期电磁对应体。
2026-10-05 astro-ph.HE
Late Engine Activity in Neutron Star Mergers and Its Cocoon: An Alternative Scenario for the Blue Kilonova
本研究针对GW170817中早期蓝千新星的起源难题，通过解析建模研究中子星并合晚期喷流在抛射物中的传播，发现晚期喷流加热的包层辐射可解释蓝千新星，并估算了相关探测率，为中子星并合研究提供了新的电磁探测途径。
2024-01-26 astro-ph.HE
Binary neutron star merger in common envelope jet supernovae
我探讨了一个三星的情况下，一个紧密的中子星（NS）- NS双星系统进入一个红超巨星（RSG）的信封和螺旋向其核心。这两个NS通过吸积盘吸积质量，并发射喷流，为一个非常明亮和长的瞬态事件提供动力，一个共同的信封喷流超新星（CEJSN）事件。动力摩擦使两个NS在RSG包层或核心中合并。事件的总能量，辐射和动能，是>10^{52}尔格。光变曲线在几个月到几年的时间里保持发光，可能会探测到引力波的信号。喷出物中含有新合成的r-过程元素，不仅来自Kilonova事件中的NS-NS合并，而且可能来自NS在核心内部发射的合并前喷流，如在r-过程CEJSN情景中。与千新星相比，这种情况缩短了NS-NS合并的时间，并且可能在某种程度上缓解NS-NS r过程情况的问题，以解释早期宇宙中的r过程核合成。我估计CEJSN事件中的NS-NS合并与核心坍缩超新星（CCSN）事件的比值<10^{-6}-2 × 10 ^{-5}。然而，因为它们更明亮，我预计它们对CCSNe的检测分数要比这个数字大得多。这项研究呼吁在解释奇特和令人费解的超亮超新星时，考虑在双星和三星系统中的这种和类似的CEJSN场景。
2021-06-28 astro-ph.HE
EM counterparts of structured jets from 3D GRMHD simulations
GW 170817/GRB 170817 A为研究双星中子星合并后系统提供了前所未有的视角。它的瞬发和余辉发射意味着存在一个紧密准直的相对论性喷流，具有光滑的横向结构。然而，目前还不清楚中央发动机是否以及如何产生这种结构化的喷气式飞机。在这里，我们利用三维GRMHD模拟开始与一个黑洞包围的磁化环面的属性通常预期的合并后的系统。我们跟随喷流，因为它是自洽发射的，从紧凑物体的尺度到超过3个数量级的距离。我们发现这自然会导致一个结构喷流，这是由盘风准直成一个大约10度的半开角，它的发射可以解释的即时和余辉发射GRB 170817 A的30度观察角的功能。我们的工作是第一个计算余辉，在一个二元合并的背景下，从一个相对论磁化射流自洽产生的吸积黑洞，与射流的横向结构由吸积物理确定，而不是规定在任何点。
2018-12-02 astro-ph.HE
