Multi-Messenger Windows on the Universe: detecting precursor emission to compacts' mergers
该研究概述致密天体并合前驱辐射的机制与功率，指出相干射电辐射是最佳探测目标，低频相控阵望远镜最具探测优势，同时分析了不同波段的探测难度与时间特征。
2025-05-16 astro-ph.HE
Multi-messenger picture of compact binary mergers
在过去的十年中，在对合并的双中子星和中子黑洞双星系统的各个方面的理解方面取得了巨大的进展。人们希望这种紧凑双星的合并可以用先进的地面引力波探测器设施进行常规探测，也许最早在2016年。从理论方面来看，也有越来越多的证据表明，紧凑的双星合并可能是重元素的主要来源，这些想法最近从一个被解释为“macronova”的事件中获得了观测支持，这是一种由新产生的电磁瞬变，放射性衰变的重元素。此外，紧凑的双星是最合理的触发短伽马射线暴（sGRB）和过去十年见证了第一次检测到的sGRB余辉和随后的观测提供了丰富的信息，在这种突发发生的环境。到目前为止，紧凑的二进制合并可以自然地解释大多数-虽然不是全部-所观察到的sGRB属性。本文回顾了最近在各个领域的主要发展与紧凑的二元合并。
2015-02-11 astro-ph.HE
Optimized Statistical Approach for Comparing Multi-Messenger Neutron Star Data
中子星状态方程现在受到多种多样的多信使数据的约束，包括来自双中子星合并的引力波，中子星半径的X射线观测，以及许多类型的实验室核实验。这些测量通常被映射到一个共同的域进行比较，或用于约束理论状态方程的预测。我们在这里探讨的统计偏差时，可能会出现这样的多信使数据进行比较或组合在不同的领域。我们发现，将贝叶斯先验分别在每个域的测量可能会导致偏见的约束。我们提出了一个新的处方定义贝叶斯先验一致的不同的实验，这将允许强大的跨域比较。使用前两个二元中子星合并作为一个例子，我们表明，一个统一的先验在潮汐变形性可以产生膨胀的证据大半径，而一个统一的先验的半径指向更小的半径。最后，使用这个新的处方，我们提供了一个状态更新的多信使限制的中子星半径。
2021-01-04 astro-ph.HE
Welcome to the Multi-Messenger Era! Lessons from a Neutron Star Merger and the Landscape Ahead
Advanced LIGO/Virgo发现了来自双星中子星（NS）合并GW 170817的引力波，随后天文学家发现了电磁（EM）频谱上的瞬态对应物，开创了多信使天文学的时代。鉴于出现了大量关于这一事件的论文，我认为在理论模型的背景下总结EM发现并提出我对这一分水岭事件的主要教训的看法是有用的。在与GW 170817密切时间重合的情况下发现的弱GRB，以及来自非热X射线和射电孤儿余辉延迟上升的更强大的离轴相对论性喷流（最初远离我们的视线）的潜在证据，为宇宙学短GRB起源于双星NS合并提供了最令人信服的证据。合并后一天内发现的早期光学发射的亮度和颜色与最初的预测（Metzger等人。2010）惊人地一致，即由r过程核的放射性衰变提供动力的“kilonova”发射，其NS合并起源最初由Lattimer & Schramm 1974提出。如果部分喷出物包含具有较高不透明度的重r过程核，则光谱能量分布在天的时间尺度上向近红外波长的转变与Barnes & Kasen 2013和Tanaka & Hotokezaka 2013的预测相匹配。“蓝色”和“红色”喷出物成分可能具有不同的起源（例如，动力喷出物与吸积盘流出），对合并物理和中子星的性质具有关键意义。我概述了EM发射的多样性，预计从额外的合并观察到不同的二进制群众和视角发现一旦LIGO/处女座达到设计灵敏度和NS合并被发现的频率为每周一次。
2017-10-16 astro-ph.HE
Mergers of binary neutron star systems: a multi-messenger revolution
2017年8月17日，在直接探测到来自两个~30 Msun黑洞合并的引力辐射后不到两年，一个双星中子星合并被确定为距离地球不到50 Mpc的持续时间约为100 s的引力波信号的来源。费米和INTEGRAL高能天体物理卫星在同一天空区域独立地发现了一个短伽玛暴，它被证明与引力事件有关。在所有波长上的及时后续观测首先导致探测到位于球状星系NGC 4993中的光学和红外源，并在延迟约10天后探测到无线电和X射线信号。本文回顾了这些观测结果，重点讨论了早期的光学/红外源，它是热的，由在合并过程中和合并之后的阶段中通过快速中子俘获合成的元素的不稳定同位素的放射性衰变提供动力，并说明了这一事件对宇宙核合成和宇宙中重元素形成历史的深远影响。
2021-01-09 astro-ph.HE
Light-curve models of black hole - neutron star mergers: steps towards a multi-messenger parameter estimation
在引力波（GW）和多信使天体物理学的新时代，从黑洞-中子星（BHNS）双星合并中探测到GW信号仍然是一个备受期待的发现。这种系统可望在第二代地面探测器的范围内。在这种情况下，我们开发了一系列多功能的半解析模型来预测所有的电磁（EM）对应的BHNS合并的属性。我们包括核衰变动力的kilonova发射，其无线电残留，从喷流和相关的余辉的即时发射。这些对应物的属性取决于合并期间NS的部分中断和残留物周围的吸积盘所产生的流出物的属性，这些流出物是伴随GW信号的瞬态EM发射的必要成分。因此，我们定义的方法，这些流出的属性的祖先二进制，建立二进制参数和对应的属性之间的联系。从由此产生的模型，我们预计各种光变曲线，可以出现后BHNS合并，从无线电到伽马射线。这些光变曲线具有普遍的特征，这是发射流出的动力学的印记，但同时它们显示出对BH质量和自旋的明显依赖，尽管具有高度的简并性。后者可以通过GW - EM联合分析来推导。在本文中，我们进行了一个概念验证的多信使参数估计的BHNS合并与相关的kilonova，以测试如何从EM对应的信息可以补充，从GW信号。我们的研究结果表明，kilonova的观测和建模可以帮助打破GW参数空间中的简并性，从而更好地约束，例如，BH旋转。
2019-04-30 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
Prospects for multi-messenger detection of binary neutron star mergers in the fourth LIGO-Virgo-KAGRA observing run
GW 170817和GRB 170817 A的联合探测开启了引力波多信使天文学的时代，并提供了第一个直接探测，至少有一些双中子星（BNS）合并是短伽马射线暴（S-GRB）的祖先。在接下来的几年里，由于GW探测器的灵敏度不断提高，我们预计将有更多的BNS合并的多信使探测。在这里，我们提出了一个全面的研究的前景，联合GW和电磁观测合并BNS在第四LIGO-处女座-KAGRA观测运行\emph{Fermi}，\emph{Swift}，INTEGRAL和SVOM。这项工作结合了准确的人口合成模型与模拟的预期GW信号和相关的S-GRB，考虑不同的假设的GRB喷流结构。我们表明，联合GW和电磁检测的预期率可能高达$\sim$ 6年$^{-1}$时，考虑\emph{Fermi} /GBM。未来的联合观测将有助于我们更好地约束BNS合并和S-GRB之间的关联，以及GRB喷流的几何形状。
2022-06-13 astro-ph.HE gr-qc
A multi-messenger model for neutron star - black hole mergers
本文构建集成于 MOSFiT 的 NSBH 千新星半解析多信使模型，支持族群模拟、GW 参数估计及与 BNS 比较，并结合短伽马暴候选体和 GW170817 说明早期光学观测的判别价值。
2023-09-29 astro-ph.HE
Multimodal analysis of Gravitational Wave signals and Gamma-Ray Bursts from binary neutron star mergers
两颗中子星（GW 170817）首次合并事件的发现以及在整个电磁波谱中对同一事件的观测，极大地促进了对宇宙的理解。随着第三代引力波探测器和新的天文设备的使用，我们期待着许多相同类型的多信使事件。我们预计需要分析这些事件提供给我们的数据，以满足实时分析的要求，同时也是为了通过使用机器学习的不同信使中发出的信息来破译整个事件。我们提出了一个范式的变化，我们将做多信使天文学，同时使用宇宙中的暴力现象产生的完整信息。我们提出的是应用多模态机器学习方法来表征这些事件。
2021-10-19 astro-ph.HE
Multi-messenger Emission from Tidal Waves in Neutron Star Oceans
天体物理学双星系统中的中子星是多信使天体物理学的重要来源。致密双星系统电磁瞬变的一个潜在来源是中子星海洋，即包裹中子星的外部流体层。我们对中子星海洋中的潮汐波及其后果进行了基础研究。具体来说，我们调查如何在中子星海洋振荡模式可以在紧凑的二进制inspirals和抛物面遇到潮汐激发。我们发现中子星海洋可以维持频率在$0.01-20$ Hz之间的潮汐波。我们的研究结果表明，潮汐共振中子星海浪可能作为一个从未被研究过的源前体电磁辐射中子星黑洞和中子星合并。如果伴随着电磁耀斑，潮汐共振中子星海浪，其能量预算可以达到$10^{46}$尔格，可以作为早期预警信号（合并前$\gtrsim 1$分钟）紧凑的双合并。类似地，激发的海洋潮汐波将与中子星抛物面相遇相吻合。根据中子星海洋模型和耀斑发射情景，费米和NuSTAR可以探测到潮汐共振海洋耀斑，探测率高达$\gtrsim 100$ Mpc，中子星双星的探测率高达$\sim 7$ yr $^{-1}$，中子星-黑洞双星的探测率高达$\sim0.6$ yr $^{-1}$。观测中子星海洋潮汐波和引力波的辐射，将有助于深入了解中子星表面的状态方程、中子星海洋和地壳的组成以及中子星微物理学。
2023-02-02 astro-ph.HE
Neutron Star Merger Rates from Multi-messenger Observations: Clues to the Physical Origin of the Short and Long-short Gamma-ray Bursts
Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；School of Astronomy and Space Science, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学天文与空间科学学院）
本文通过多信使观测计算中子星并合导致短时标和长-短伽马射线暴的本地率，发现包含GRB 061201事件的速率较高，排除该事件后速率较低，且LIGO/Virgo/KAGRA观测结果进一步表明电磁明亮并合率较低，挑战了中子星并合作为短时标和长-短伽马射线暴起源的假设。
2026-04-08 astro-ph.HE
Massive Double White Dwarf Binary Mergers from the Moon: Extending the Reach of Multi-messenger Astrophysics
本文研究月球引力波探测器在亚赫兹频段探测巨质量双白矮星并合的能力，表明其每年可观测数十次事件、以百万分之一精度测量质量并提供数周预警，从而拓展多信使天体物理学。
2025-08-18 astro-ph.HE gr-qc
Multi-messenger observations in the Einstein Telescope era: binary neutron star and black hole - neutron star mergers
INAF – Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所比拉天文台）；INFN – Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰-比科卡分校）；Département de Physique Théorique, Université de Genève（日内瓦大学理论物理系）；Gravitational Wave Science Center (GWSC), Université de Genève（日内瓦大学引力波科学中心）；William H. Miller III Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学威廉·H·米勒三世物理与天文学系）；Aix-Marseille Université, Université de Toulon, CNRS, CPT, Marseille（艾克斯-马赛大学、土伦大学、法国国家科学研究中心、CPT）
爱因斯坦望远镜将通过多信使观测研究双中子星和黑洞-中子星并合，优化观测策略并提升科学洞察力。
2025-09-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
General-relativistic radiation magnetohydrodynamics simulations of binary neutron star mergers: The influence of spin on the multi-messenger picture
本研究通过相对论辐射磁流体动力学模拟，比较了自旋与非自旋双中子星并合，发现自旋影响喷射物、吸积盘及后期磁场，并提取了引力波、核合成和千新星信号。
2025-10-16 astro-ph.HE gr-qc
Binary Neutron Star Mergers: Multi-Messenger Systematics and Prospects with Next-Generation Facilities
University of Manitoba（曼尼托巴大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）；Queens University Belfast（贝尔法斯特女王大学）
研究通过综合模型分析BNS合并的多信使观测前景，揭示下一代设施对BNS合并探测的潜力及系统学影响。
2025-11-30 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Where to find Electromagnetic Wave Counterparts of stellar-mass binary black hole mergers?
引力波和电磁波观测相结合的多信使天文学对物理学、天体物理学和宇宙学产生了巨大的影响。然而，目前运行的地面GW观测站检测到的大多数源是二元黑洞（BBH）合并，令人失望的是，预计没有EM对应物。在这封信中，我们提出，如果BBH合并发生在一个气体盘周围的超大质量黑洞，合并可以伴随着一个短暂的无线电耀斑一样的快速射电暴（FRB）。我们认为，来自GW检测的总质量和有效自旋可以用来区分这样的源从其他渠道的BBH合并。如果未来的观测证实了这一预测，那么多信使天文学的距离将比现在远一个数量级。FRB的起源之谜也可以部分揭示。
2019-09-18 astro-ph.HE
Multi-Messenger Observability of Neutron Star Binary System
随着技术的进步，中子星双星系统被更频繁地观测到，事实上，第一个具有电磁对应物的引力波起源于两颗中子星的合并（GW 170817）。在合并之前探测这些系统可能有助于恢复开发中子星状态方程的基本数据。本文通过模拟光学中中子星系统的潜在可观测性，研究了分离食双星中子星在合并前的可观测性。据发现，它是不太可能考虑目前的仪器，由于低能见度和不足的时间分辨率，但是，在未来的改进或宽场X射线仪器可能提供一个可行的选择，用于检测这些系统。
2022-11-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
Black hole-neutron star mergers are unlikely multi-messenger sources
LIGO/Virgo/Kagra（LVK）合作通过引力波（GW）发射探测黑洞-中子星（BH-NS）合并的承诺最近已经实现，探测到了GW 200105和GW 200115。BH-NS双星的合并特别令人兴奋的是它们的多信使潜力，因为GW检测可以通过电磁（EM）对应物（千诺瓦，伽马射线暴，余辉），可以揭示关于NS状态方程（EOS）和BH自旋性质的重要信息。我们进行了统计研究的双星，演变形成一个BH-NS二进制和计算合并事件，可以遵循EM对应的速率。我们发现，$\gtrsim 50\%$的合并可以导致EM对应物的情况下，黑洞出生高自旋（$χ_{\rm BH}\gtrsim 0.7$），而这一部分不超过约$30\%$刚性NS EOS和几个百分点的软NS EOS低自旋黑洞（$χ_{\rm BH}\lesssim 0.2$），这表明高比率的EM对应物的BH-NS将提供支持高出生BH自旋。然而，可能性的BH出生与近最大的自旋和NS的内部结构是由一个僵硬的EOS是不利的，目前LVK的限制。考虑到这些值只代表一个上限，以观察一个EM对应由于目前的观测限制，如在亮度灵敏度和天空定位，BH-NS合并是不太可能的多信使来源。
2021-11-22 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
A Channel to Form Fast-spinning Black Hole--Neutron Star Binary Mergers as Multi-messenger Sources
在成功探测到来自GW 170817的引力波（GW）信号及其相关的电磁（EM）信号之后，中子星-黑洞（NSBH）合并被高度期望成为下一种类型的多信使源。然而，尽管在GW第三次观察运行期间发现了几个NSBH合并候选者，但没有确定来自这些来源的EM对应方。最合理的解释是，这些NSBH合并的候选者是暴跌事件，主要是因为主要的黑洞有近零的预测对齐自旋的基础上GW的观测。鉴于NSs可以很容易地被具有高投影对齐自旋的BH潮汐破坏，我们研究了形成具有快速自旋BH的NSBH双星的演化通道，BH质量和自旋的性质，以及它们相关的潮汐破坏概率。我们发现，如果NS首先诞生，伴星氦将被有效地潮汐自旋，并最终形成快速旋转的BH。如果黑洞在出生时没有受到显著的出生踢，这些可以在哈勃时间内合并的NSBH双星将具有具有投影对齐自旋$χ_{z}\gtrsim0.8$的黑洞，因此，肯定可以允许潮汐破坏发生。即使对于一小部分NSBH双星考虑显著的BH反冲，BH的投影对准自旋也是$χ_z\gtrsim0.2$。这些系统仍然可能是破坏事件，除非NS非常大。因此，NS第一出生的NSBH合并将是有前途的多信使来源。我们将讨论与这些系统相关的各种潜在EM对应物及其在即将到来的第四次观测运行中的可探测性。
2022-04-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Prospects for multi-messenger extended emission from core-collapse supernovae in the Local Universe
来自SN 1987 A和GW 170817/GRB 170817 A的多信使发射表明宇宙中充满了与黑洞和中子星相关的多信使瞬变。对于LIGO-Virgo，KAGRA即将加入，这些观测为探测核心坍缩超新星（CC-SNe）和伽马射线暴的中心引擎提供了前所未有的机会。与中子星相比，由黑洞盘或环面系统提供动力的中央发动机可能对通过相对较大的角动量能量库$E_J$进行的多信使观测特别感兴趣，高达克尔度规总质量的29%。这些中央发动机预计来自相对大质量的恒星祖先和包含中子星的紧凑双星合并。本文综述了利用非轴对称圆盘或圆环催化转化$E_J$实现多信使发射的前景。在最近对GW 170817的扩展发射中发现了${\cal E}\simeq (3.5\pm1)\%M_\odot c^2$，其显著性为4.2\，$σ$与GRB 170817 A同时出现，这一辐射过程的观测支持。从附近的CC-SNe类似的排放的前景证明需要全天空盲搜索的长时间爆发异构计算。
2019-10-28 astro-ph.HE
Multi-messenger observations of binary neutron star mergers: synergies between the next generation gravitational wave interferometers and wide-field, high-multiplex spectroscopic facilities
Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, CNRS（巴黎天文台，巴黎文理研究大学，索邦大学，法国国家科学研究中心）；INAF – Osservatorio Astronomico d’Abruzzo（意大利国家天体物理研究所阿布鲁佐天文台）；Gran Sasso Science Institute (GSSI)（格兰萨索科学研究所）；INFN, Laboratori Nazionali Del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所格兰萨索国家实验室）；National Centre for Nuclear Research（国家核研究中心）；Institute of High Energy Physics - Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院高能物理研究所）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
本文探讨了下一代引力波探测器与宽视场高通量光谱设施协同观测二进制中子星合并事件的潜力，强调了电磁对应物探测的关键策略与技术挑战。
2025-07-02 astro-ph.HE
The multi-messenger picture of compact object encounters: binary mergers versus dynamical collisions
我们探讨了两个中子星之间以及中子星和恒星质量黑洞之间的多信使信号。我们专注于引力波驱动的双星合并和动力学碰撞之间的差异，例如，在球状星团。对于这两种类型的遭遇，我们比较了引力波和中微子发射特性。我们还计算回退率和分析的动态喷射物质的属性。最后但并非最不重要的是，我们解决电磁瞬变，伴随着每种类型的遭遇。典型的nsns合并的情况下，超过1%的太阳质量的极富中子（$Y_e\sim 0.03$）的材料，这是符合双中子星合并是一个主要来源的r-过程中的星系。nsbh碰撞喷射出非常大量的物质（$\sim 0.15$ \msun），这严重限制了它们的容许出现率。因此，紧凑型天体的碰撞率一定要小于，很可能要小得多，小于nsns合并率的10%。放射性衰变的喷出物产生光紫外“macronova”，对于典型的合并情况，在$\sim 0.4$天后达到峰值，亮度为$\sim 10^{42}$ erg/s。NSNS（NSBH）碰撞达到高达3（7）倍大的峰值亮度。动态喷出物沉积的动能与周围介质中的超新星相当。典型的并合情形释放大约$2 \times 10^{50}$ erg，最极端（但可能很少）的情形沉积的动能高达$10^{52}$ erg。这种温和的相对论性物质被周围介质减速，产生了持久的射电耀斑。在先进的LIGO/Virgo的探测视界处，一个典型的ns $^2$合并产生了一个射电耀斑，在一年的时间尺度上达到…
2013-01-09 astro-ph.HE gr-qc
Mergers of compact objects with cores of massive stars: evolutionary pathways, r-process nucleosynthesis and multi-messenger signatures
本文回顾了致密天体与大质量恒星核心并合的演化通道、吸积物理等关键过程、r-过程核合成可行性及电磁、中微子和引力波等多信使特征，并探讨其与核坍缩超新星等天文事件的关联及未来前景。
2025-02-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
Multi-messenger Astrophysics with the Pierre Auger Observatory
虽然皮埃尔俄歇天文台是一个非常成功的超高能宇宙射线（UHECR）探测仪器，但它越来越多地被用作各种类型的多信使搜索的一部分，其中它有助于搜索由原子核，中子，光子和中微子引起的空气簇射。我们介绍了皮埃尔俄歇天文台的多信使活动的概述。概述包括：搜寻皮埃尔·俄歇天文台探测到的超高能光子和中微子，这些光子和中微子与LIGO和Virgo探测到的引力波事件重合;搜寻皮埃尔·俄歇天文台探测到的超高能ECR与IceCube和ANTARES探测到的高能中微子的到达方向之间的相关性;搜寻银河系中子;多信使运动“更深、更广、更快”，旨在对各种补充文书进行共同观察。我们讨论这些搜索的方法和结果。
2021-01-26 astro-ph.HE
Multi-messenger approaches to binary supermassive black holes in the "continuous-wave" regime
脉冲星计时阵列对轨道间距<< 1pc的超大质量黑洞（SMBH）双星的引力波十分敏感。目前，这类系统的观测资料很少，尽管它们是研究星系演化、合并动力学和活跃核形成的核心人物。我们回顾了通过电磁辐射过程探测SMBH双星的前景，这些过程被认为与星系合并和后期双星演化有关。然后，我们讨论了这些系统的联合脉冲星定时和电磁研究的科学目标，包括促进二进制参数估计，确定星系主机的引力波发射器，并合并动力学和宇宙学的相关研究。使用即将到来的高精度定时阵列与国际脉冲星定时阵列和平方公里阵列，结合正在进行的电磁观测活动，以确定活跃的SMBH双星，在不久的将来为多信使天体物理学提供了大量的可能性。
2013-08-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Space-Based Measurement of the Neutron Lifetime using Data from the Neutron Spectrometer on NASA's MESSENGER Mission
我们通过另一种基于空间的方法建立了测量中子寿命的可行性，这种方法使用行星表面和大气层的银河宇宙射线散射产生的中子。自由中子通过弱相互作用衰变，其平均寿命约为880 s.这个寿命限制了CKM矩阵的么正性，是研究大爆炸核合成的关键参数。然而，目前的实验室测量，使用两种独立的方法，相差超过4 $σ$。使用在2007年和2008年获得的数据，在金星和水星的飞越美国宇航局的信使号航天器，这不是为了进行这种测量，我们估计的中子寿命为$780\pm60_\textrm{stat}\pm70_\textrm{syst}$ s，从而证明了这种新方法的可行性。
2020-06-17 astro-ph.EP astro-ph.HE nucl-ex
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
Ultra-relativistic astrophysics using multi-messenger observations of double neutron stars with LISA and the SKA
最近的工作突出表明，数十个银河系双中子星可能在空间引力波天文台LISA的毫赫兹波段被探测到。Kyutoku和Nishino指出，其中一些双星可能是使用平方公里阵列（SKA）检测到的无线电双星。我们指出，联合LISA+SKA检测的$f_\text{gw}\gtrsim$ 1兆赫的二进制，对应的二进制周期为$\lesssim$ 400秒，将使超相对论现象的精确测量。我们表明，在合理的假设下，超相对论双星的多信使观测可以用来约束中子星状态方程具有显着的保真度。用SKA进行10年的观测后，有可能以$\approx$ 0.2%的精度测量质量-半径关系。这样的测量将比其他提议的观测结果精确大约一个数量级。我们总结了一些其他显着的科学可能与多信使观测的毫赫兹双星，并讨论了检测这样的对象的前景。
2019-10-29 astro-ph.HE gr-qc
Multi-messenger astrophysics in the gravitational-wave era
本文综述引力波时代的多信使天体物理学，回顾GW事件对应体搜索及现有和未来的电磁后续观测设施，重点介绍WINTER和TESS望远镜。
2023-11-16 astro-ph.HE
Signatures for quark matter from multi-messenger observations
评述了在中子星核中探测夸克物质的前景。我们调查建议的签名，并强调从中子星合并，这提供了访问的动力学特性，在短时间尺度上运行，不探测其他中子星观测数据的重要性。
2019-07-17 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Constraining the Maximum Mass of Neutron Stars From Multi-Messenger Observations of GW170817
结合电磁波和引力波信息对双星合并体GW 170817进行了研究，以约束中子星的半径$R_{\rm ns}$和最大质量$M_{\rm max}$. GW 170817之后是一系列的EM对应物，包括弱伽马射线爆发（GRB），来自合并喷出物放射性衰变的kilonova（KN）发射，以及X射线/无线电发射，与更强大的离轴喷流的同步加速器余辉一致。在合并后立即产生的紧凑的残余物的类型，其预测的EM信号，敏感地依赖于高密度NS状态方程（EOS）。对于支持低$M_{\rm max}$的软EOS，合并经历了伴随着少量冲击加热或盘风喷出物的迅速崩溃，与从KN推断的大量$\gtrsim 10^{-2}M_{\odot}$不含镧系元素的喷出物不一致。另一方面，如果$M_{\rm max}$足够大，那么合并的产物是一个快速旋转的超大质量NS（SMNS），它必须在坍缩成黑洞之前自旋下降。在这一过程中，SMNS必然会释放出巨大的旋转能量，其中一小部分被转移到喷出物中，或者转移到GRB喷流（能量$E_{\rm GRB}$）中，或者转移到KN喷出物（能量$E_{\rm ej}$）中，这也与观测结果不一致。通过结合从GW信号推断的GW 170817的总二进制质量与EM观测的$E_{\rm GRB}$和$E_{\rm ej}$的保守上限，我们约束了先前允许的EOS的大范围的似然概率。这两个约束描绘了$M_{\rm m…
2017-11-08 astro-ph.HE
Impact of Neutrino Flavor Conversions on Neutron Star Merger Dynamics, Ejecta, Nucleosynthesis, and Multi-Messenger Signals
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of Tennessee Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）；Università di Trento（特伦托大学）；INFN-TIFPA, Trento Institute for Fundamental Physics and Applications（意大利国家核物理研究所-特伦托基础物理与应用研究所）
本研究探讨中微子味转换对中子星并合过程、喷流、核合成及多信使信号的影响，发现其能显著增加中子富集喷流和r过程产率，并揭示味转换与引力波辐射的关联。
2026-01-12 astro-ph.HE gr-qc
High-energy emissions from neutron star mergers
2017年，LIGO-Virgo合作报告了第一个中子星合并事件GW 170817的探测，该事件伴随着从无线电到伽马射线的电磁对应物。虽然这次事件没有探测到高能中微子，但预计中子星的合并会产生这种高能粒子。当中子星合并时，相对论性喷流被发射出来。如果喷流中含有质子，它们可以通过光生子的产生发射出高能中微子。此外，中子星合并会产生大量快速的喷出物，这可能是膝盖以上的银河系高能宇宙射线的来源。我们简要回顾了我们从多信使事件GW 170817中学到的知识，并讨论了与中子星合并有关的多信使探测和强子宇宙线产生的前景。
2019-03-14 astro-ph.HE hep-ph
Can a black hole-neutron star merger explain GW170817, AT2017gfo, GRB170817A?
在引力波和电磁辐射中都发现了致密的双星合并，这标志着多信使天文学领域的突破，并提高了我们在许多研究领域的知识。然而，一个悬而未决的问题是观测数据的确切来源，以及人们是否可以可靠地证实GW 170817及其电磁对应物是由一颗双中子星合并而成的。为了回答这个问题，如果GW 170817，GRB 170817 A，和AT 2017 gfo的观测可以解释为合并的中子星与黑洞，我们执行联合多信使分析的引力波，短伽玛射线暴，和kilonova。假设一个黑洞中子星系统，我们推导出多信使约束的潮汐变形的NS的$Λ> 425$和$q < 2.03$的质量比在90\%的置信度，峰值附近的$Λ= 830$和$q = 1.0$的可能性。总的来说，我们发现黑洞-中子星合并可以解释观测到的特征，然而，我们的分析表明，双星中子星GW 170817的起源似乎更合理。
2019-11-14 astro-ph.HE gr-qc
Challenges for Fast Radio Bursts as Multi-Messenger Sources from Binary Neutron Star Mergers
本文通过分析并合后抛射物环境对射电信号的衰减效应及引力波数据对视向角的约束，证明GW190425与FRB20190425A无关联，并指出双中子星并合遗迹无法解释超过1%的FRB源，从而否定短伽马射线暴作为FRB宿主群体整体属性的解释。
2023-10-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Prospects for optical detections from binary neutron star mergers with the next-generation multi-messenger observatories
Gran Sasso Science Institute (GSSI)（格兰萨索科学研究所）；INFN, Laboratori Nazionali Del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所，格兰萨索国家实验室）；INAF – Osservatorio Astronomico d’Abruzzo（意大利国家天体物理研究所，阿布鲁佐天文台）；Department of Astronomy and Astrophysics, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学天文学与天体物理学系）；Dipartimento di Fisica, Università di Trento（特伦托大学物理系）；INFN-TIFPA, Trento Institute for Fundamental Physics and Applications（意大利国家核物理研究所-特伦托基础物理与应用研究所）
本文研究下一代天文台探测双中子星合并光学信号的前景，考虑中子星人口属性和微观物理的不确定性对探测率的影响，通过建模引力波和千新星信号评估不同几何结构下的探测能力。
2026-06-04 astro-ph.HE
Inferring the role of binary neutron star mergers in r-process nucleosynthesis with multi-messenger observations using Cosmic Explorer and Einstein Telescope
Institute of Physics, University of Greifswald（格赖夫斯瓦尔德大学物理研究所）；Department of Astronomy & Astrophysics, Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究院天文学与天体物理学系）
提出利用第三代引力波探测器宇宙探险家和爱因斯坦望远镜，通过红移依赖的引力波事件数与平均r过程丰度的相关性，测量双中子星并合对宇宙r过程核合成的贡献，精度可达5-6%。
2026-05-22 astro-ph.HE gr-qc
Test the hypothesis of compact-binary-coalescence origin of fast radio bursts through a multi-messenger approach
在文献中，致密双星聚并（CBCs）被认为是解释某些非重复快速射电暴（FRB）起源的主要方案之一。FRB和CBC事件率密度之间的巨大差异表明，它们之间的关联（如果有的话）最多只适用于一小部分FRB。通过贝叶斯估计方法，我们展示了如何统计分析的符合协会的FRB与CBC引力波（GW）事件可以测试这些协会的假设。我们发现，在先进的LIGO运行期间，$\sim100$（$\sim1000$）GW-less FRB的检测与色散测量（DM）值小于500 ${\rm pc~cm^{-3}}$可以达到的约束，小于$10\%$（或$1\%$）FRB与二元黑洞（BBH）合并。对于双中子星（BNS）合并，需要相同数量的DM值小于100 ${\rm pc~cm^{-3}}$的FRB才能达到相同的约束。随着GW探测器的升级，BBH和BNS合并的相同约束可以用更少的FRB或更宽松的DM值要求来达到。还可以基于FRB和CBC的事件密度对能够产生可观测FRB的每种类型的CBC的分数提出约束。这将进一步限制BH双星系统中黑洞的无量纲电荷。
2020-02-27 astro-ph.HE
Observational prospects of double neutrons star mergers and their multi-messenger afterglows: LIGO discovery power, event rates and diversity
本研究量化LIGO H1L1同步高质量观测占空比及其对双中子星并合多信使事件率和发现能力的影响，提出时间对称分析可将O4-5收益提升至O(10^5)倍。
2023-08-14 astro-ph.HE
Multi-messenger Gravitational-Wave + High-Energy Neutrino Searches with LIGO, Virgo, and IceCube
对引力波和高能中微子的多信使搜索为黑洞和中子星的动力学和粒子加速提供了重要的见解。随着LIGO的第三个观测周期（O3），引力波探测的数量大幅增加。联合信号的快速识别对于瞬态发射的电磁跟踪观测至关重要，瞬态发射只能在短时间内检测到。高能中微子的方向可以重建到亚度精度，使得联合探测比单独的引力波信号更好地定位。我们提出了联合搜索的最新灵敏度，并讨论了低延迟算法的多信使天体物理学（LLAMA），结合LIGO/室女座引力波候选人和搜索在低延迟符合高能中微子从冰立方中微子天文台。我们将从更好地理解双中子星合并的相对论和亚相对论流出的相互作用的角度，进一步讨论联合搜索的未来前景。
2019-08-14 astro-ph.HE
Multi-messenger Detection Rates and distributions of Binary Neutron Star Mergers and Their Cosmological Implications
由中子双星（BNS）并合产生的引力波（GW）事件，如果能从电磁观测中确定其红移，则可作为探测宇宙膨胀历史的标准警报器。对于高红移（$z\gtrsim 0.1$）事件，短$γ$射线暴（sGRB）和余辉一直被认为是主要的电磁对应物。本文通过研究sGRB和余辉的各种模型，讨论了在第二代（2G）、2.5G和3G时代，BNS合并的多信使观测的比率和分布。例如，对于Cosmic Explorer GW探测器，使用类似GECAM的探测器（用于$γ$射线发射）和LSST/WFST探测器（用于光学余辉），速率约为每年（300-3500）。此外，我们还发现这些事件具有红移$z\lesssim 2$和倾角$ι\lesssim 20^{\circ}$。这些结果证明了在以前的作品中的粗略估计。考虑这些事件作为标准警报来约束暗能量$w_{0}$和$w_{a}$的状态方程参数，我们得到了$Δw_{0}\simeq 0.02-0.05$和$Δw_{a}\simeq 0.1-0.4$的潜在约束.
2021-05-28 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Multi-messenger constraints on the Hubble constant through combination of gravitational waves, gamma-ray bursts and kilonovae from neutron star mergers
同时探测到的引力波和来自中子星合并GW 170817的光导致了对距离和红移的独立测量，提供了对哈勃常数$H_0$的直接估计，该估计不依赖于宇宙距离阶梯，也不假设特定的宇宙学模型。通过使用引力波作为“标准警报器”，这种方法有望仲裁从宇宙微波背景推断的$H_0$值与从局部测量获得的值之间的现有张力。然而，引力波分析中已知的源的距离和倾角之间的简并性导致GW 170817中的$H_0$值不够精确，无法解决现有的张力。在这篇综述中，我们总结了最近的工作，利用电磁信号的视角依赖性，即相关的短伽马射线暴和kilonova，约束系统的倾斜度和改进$H_0$。我们概述了不同方法的关键成分，总结了在GW170817之后获得的结果，并讨论了这些方法中的每一种引入的可能的系统学。
2022-05-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Multi-messenger Extended Emission from the compact remnant in GW170817
GW 170817/GRB 170817 A可能是双中子星合并的标志。扩展发射$t_s\simeq (0.67\pm0.03)$的后合并示出了由对幂律信号注入的响应曲线确定的估计能量输出${\cal E}\simeq (3.5\pm1)\%M_\odot c^2$，其中$c$是光速。它为旋转黑洞$\sim 3M_\odot$提供了量热证据，继承了合并超大质量中子星的角动量$J$，该中子星是在$t_s$前后或之前核心坍缩之后的GW 170817。地核坍缩使中心能量库大大增加到$E_J\lesssim 1M_\odot c^2$，即使在通过非轴对称厚环面辐射引力波的中等效率下也能解释${\cal E}$。在超相对论外流和次相对论质量喷出物相关联的多信使输出是一致的GRB余辉发射GRB 170817 A和伴随kilonova的观测约束。
2019-10-28 astro-ph.HE
Bayesian model-selection of neutron star equation of state using multi-messenger observations
无论是双星还是孤立系，中子星宏观性质的测量为我们提供了一个对其状态方程进行严格约束的关键机会。在本文中，我们使用多信使观测对各种各样的中子星状态方程进行贝叶斯模型选择。特别是，（i）我们使用了两个双星中子星合并事件GW 170817和GW 190425的质量和潮汐形变测量;（ii）NICER合作对PSR J 0030 +0451和PSR J 0740 +6620的同时质量-半径测量，后者已经由NICER/radio/XMM-Newton合作进行了分析。在本分析中考虑的31个状态方程中，我们能够果断地排除MS 1家族、SKI 5、H4和WFF 1 EoS的不同变体，这些变体要么是非常刚性的状态方程，要么是非常软的状态方程。最好的状态方程模型是AP 3（或MPA 1），它预言$1.4 M_{\odot}$中子星的半径为12.10（12.50）km，无因次潮汐变形量为393（513）.
2022-03-25 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Multi-Messenger Signatures of PeV-ZeV Cosmic Ray Sources
我们讨论了可能的宇宙射线在$10^{15}-10^{20}$ eV范围内的来源和他们可能的非常高的能量中微子和伽马射线的签名，可以用来识别这些来源，并限制他们的物理。在这些来源中，我们特别讨论低光度伽马射线暴，包括阻塞和冲击爆发的对象，潮汐破裂事件和白矮星合并。在旨在同时进行二级多信使检测的努力中，我们讨论了AMON计划。
2017-03-03 astro-ph.HE
What constraints can one pose on the maximum mass of neutron stars from multi-messenger observations?
本研究结合多信使观测约束，通过蒙特卡洛模拟推断中子星最大质量约为2.49-2.52倍太阳质量，并利用并合残骸类型进一步限制相关参数。
2023-10-11 astro-ph.HE
A multi-messenger window into galactic magnetic fields and black hole mergers with LISA
University of Manitoba（曼尼托巴大学）；Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育与研究学院）；University of Calgary（卡尔加里大学）
LISA通过探测黑洞双星并合与银河磁场的关联，揭示多信使观测对星系演化的新视角。
2025-11-28 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Multi-messenger Astrophysics of Black Holes and Neutron Stars as Probed by Ground-based Gravitational Wave Detectors: From Present to Future
本文综述了地面引力波探测器在黑洞与中子星多信使天体物理研究中已取得的突破，并展望当前及未来探测器回答关键开放问题、推动新发现的潜力。
2024-02-21 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Neutron star -- axion star collisions in the light of multi-messenger astronomy
由于轴子满足冷暗物质的观测要求，并且在理论上有很好的动机，因此它越来越被看好作为星系中暗物质的候选粒子。轴子场的波动会产生稳定的局部超密度，称为轴子星，对于最大质量、最紧凑的情况，它们是潜在的中子星模仿者。原则上，没有基本的论据反对GW 170817/GRB 170817 A/AT 2017 gfo的多信使观测结果来自一颗中子星与一颗中子星模仿者的合并，而不是来自一颗双星中子星。为了限制这种可能性并更好地理解中子星-轴子星（NSAS）合并的天体物理特征，我们在这项工作中提出了一个基于全三维数值相对论模拟的NSAS合并的详细例子，并概述了许多潜在的可观测量-从引力波，光学和近红外电磁信号，无线电耀斑，快速射电暴，伽马射线暴和中微子发射。我们讨论了各个通道，并估计距离当前和未来的天文台可能能够检测到这样的NSAS合并。这样的信号可以限制未知的轴子质量及其与标准重子物质的耦合，从而增强我们对宇宙暗物质部分的理解。
2018-08-14 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Framework for Multi-messenger Inference from Neutron Stars: Combining Nuclear Theory Priors
本研究构建了结合手征有效场论与唯象势不确定性的纯中子物质EoS高效参数化方案，结合无偏内核EoS用于贝叶斯推断，利用多信使观测约束中子星EoS，为未来更灵敏观测区分模型提供框架。
2024-06-25 astro-ph.HE nucl-th physics.data-an
Multi-messenger probes of neutron rich matter
在非常高的密度下，电子与质子反应形成富含中子的物质。这种材料是核物理学和天体物理学中许多基本问题的核心。此外，人们正在利用稀有同位素束设施（FRIB）和激光干涉仪引力波天文台（LIGO）等各种新工具研究富含中子的物质。我们描述了铅半径实验（PREX），使用宇称破坏电子散射测量中子半径在$^{208}$铅。这对中子星及其壳具有重要意义。讨论了中子星半径的X射线观测。这些对富中子物质也有重要意义。引力波（GW）为研究富中子物质打开了一扇新的窗口。它们来自于诸如中子星合并、旋转的中子星山和集体r模式振荡等来源。利用大尺度分子动力学模拟，我们发现中子星的地壳非常坚固。它可以支撑旋转中子星上的山脉，这些山脉足够大，可以产生可探测的引力波。我们相信，将利用光子、GW和中微子的天文观测与原子核、重离子碰撞和放射性核束的实验室实验相结合，将从根本上推进我们对天空中致密物体、QCD的致密相、元素起源和富中子物质的认识。
2012-02-25 astro-ph.HE nucl-th
GPS constellation search for exotic physics messengers coincident with the binary neutron star merger GW170817
University of Nevada, Reno（内华达大学里诺分校）；Nevada Bureau of Mines and Geology（内华达矿业与地质局）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）
利用GPS数据回顾性搜索双中子星并合GW170817可能发出的异常低质量场，提升对新物理的探测能力。
2026-02-17 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.atom-ph
Multi-messenger constraints on the neutron-star equation of state and the Hubble constant
基于不同信使的中子星合并观测，包括引力波和电磁信号，可以用来研究比原子核密度更大的物质的行为，并测量由哈勃常数描述的宇宙膨胀率。我们对引力波信号GW 170817及其电磁对应物AT 2017 gfo和GRB 170817 A以及引力波信号GW 190425进行了联合分析，两者都来自中子星合并。我们结合这些与以前的测量，使用X射线和无线电观测，和核理论计算使用手征有效场论约束的中子星状态方程。我们发现$1.4$太阳质量中子星的半径在$90\%$置信度下为$11.75^{+0.86}_{-0.81}\ \rm km$，在$1σ$不确定度下的哈勃常数为$66.2^{+4.4}_{-4.2}\ \rm km \,Mpc^{-1}\, s^{-1}$.
2020-12-21 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
