Cocoon shock breakout emission from binary neutron star mergers
本研究通过广义相对论流体力学模拟调查双中子星合并中的茧激波突破辐射,发现抛射物外层形状显著影响辐射信号,延伸尾部与 GRB 170817A 观测一致,贝叶斯分析表明中心引擎轻微偏好黑洞情形。
2025-03-11 astro-ph.HE gr-qc
Free Neutron Ejection From Shock Breakout in Binary Neutron Star Mergers
合并的中子星会产生冲击波,将重原子核分裂成核子,特别是在外层。可以预期,即使在电子-正电子对消失之后,一些避免捕获正电子的中子仍然保持为自由中子。为了研究合并中子星能喷射出多少自由中子,我们用简化的球对称激波在流体静力学包层中传播并从表面出现的模型进行了特殊相对论拉格朗日流体力学计算。我们系统地研究了合并中子星的大小和冲击波能量的宽参数空间。结果发现,剩余的自由中子的质量是$10^{-7}$到$10^{-6}\ M_{\odot}$,这比先前预期的小两个数量级以上。对于大尺寸的包层,有一个优选的$10^{48}$ erg量级的能量,它产生最大量的自由中子。我们简要地讨论了自由中子层的辐射,并估计了在合并后$\sim 30$ min内光学带的光度约为$7\times 10^{41}$ erg s $^{-1}(M_{\rm n}/10^{-6}\ M_\odot)$。
2018-06-18 astro-ph.HE
Jet Dynamics in Compact Object Mergers: GW170817 Likely had a Successful Jet
利用相对论流体动力学数值计算方法研究了中子星并合过程中动力学产生的喷流与同源外流之间的相互作用。我们量化的热能提供的射流喷出物和射流逃脱同源喷出物的能力取决于喷气发动机和喷出物的参数。对于准直射流在早期发动机的持续时间相比,我们表明,成功突破的前向茧激波需要一个射流,成功地逃脱喷出物。这是因为喷出物正在膨胀并吸收热能,因此失败的喷射流产生的向前冲击在到达喷出物边缘之前就停止了。这个结论可以规避只有非常精力充沛的广角射流,参数是不舒服的短期伽玛射线暴观测。对于成功的喷气机,我们发现两个制度的喷气突破从喷出物,早期突破的时间尺度短于发动机的持续时间,以及后期突破后,发动机关闭。一个后期爆发可以解释在GW 170817中观测到的引力波和伽马射线之间的延迟。我们发现,在这里调查的整个参数空间的射流参数(覆盖能量$\sim 10^{48}-10^{51}$尔格和开口角$θ_j \sim 0.07-0.4$)的热能沉积到喷出物的射流传播是小于由r-过程加热第二时间尺度上的一个因素的$\gtrsim 10$。因此,激波加热在设置与中子星合并(千新星)相一致的热动力瞬变的光度时,在能量上是次要的。对于典型的短伽玛射线暴喷流参数,我们的结论是更强的:有很少的热能在茧,远远低于需要解释的早期蓝色分量的千诺瓦在GW 170817。
2018-06-27 astro-ph.HE
Supernova Shock Breakout Through a Wind
超新星冲击波通过祖星的外壳爆发,预计将出现X射线闪光。然而,如果超新星在光学厚度的风中爆炸,爆发的闪光就会延迟。本文提出了一个简单的模型,根据X射线闪光光变曲线中的一般可观测量:总能量E_X和峰值后的扩散时间t_diff来估计风中激波爆发的条件。我们的推导基础上的自相似的解决方案,预期通过预先存在的风在大距离的祖先的表面犁出的喷出物的前向-反向冲击结构。我们发现简单的定量关系的冲击半径和速度在突破。通过将喷出物的密度分布与爆炸前母体的结构相关联,该模型还可以扩展到约束爆炸能量和喷出物质量的组合。对于所观察到的情况下,XRO 08109/SN 2008 D,我们的模型提供了合理的约束的突破半径,爆炸能量和喷出物的质量,并预测一个高的冲击速度,自然占所观察到的非热谱。
2011-02-18 astro-ph.HE
A cocoon shock breakout as the origin of the $ γ$-ray emission in GW170817
在中子星合并引力波信号GW 170817之后出现的短伽马射线暴GRB 170817 A不是一个普通的sGRB。它比之前看到的最弱的sGRB弱三个数量级,并且它的光谱显示出硬早期信号,然后是较软的热光谱,这是独一无二的。首先,我们表明,$γ$射线必须至少从温和的相对论流出,这意味着一个相对论性喷流发射合并后。然后,我们表明,观测结果与温和的相对论冲击爆发的预测是一致的:分钟$γ$射线能量相比,总能量和一个相当平滑的光变曲线与硬软的演变。我们在这里提出了一个新的分析研究和详细的数值2D和3D相对论流体动力学和辐射模拟,支持的图片中,观察到的$γ$ -射线来自合并的喷出物的茧的冲击爆发(Kasliwal 2017)。茧可以由不产生sGRB(在任何方向上)的阻塞射流形成,也可以由沿着远离我们的系统轴产生未检测到的规则sGRB的成功射流形成。值得注意的是,对于阻塞射流模型,由喷出物产生的macronova信号(由茧的冲击部分提升到高速)和由冲击茧材料与周围物质相互作用产生的无线电,与观察到的UV/光学/IR发射和当前的无线电观测一致。最后,我们讨论的可能性,喷出物内的射流传播可能光解的一些重元素,并可能影响喷出物的一部分的组成,反过来,不透明度和早期macronova轻。
2018-05-18 astro-ph.HE
Shock cooling and breakout emission for optical flares associated with gravitational wave events
本文研究活动星系核盘中黑洞并合后喷流激波的突破与冷却辐射,并将其应用于与引力波事件相关的光学耀斑,发现多数耀斑可由该机制解释,并给出延迟时间、颜色演化及X射线伴随辐射等可检验预言。
2023-10-27 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Modelling the delayed shock-breakout emission following jet-launching binary neutron star mergers via relativistic magnetohydrodynamic simulations simulations
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 Padova(意大利国家核物理研究所帕多瓦分部)
通过相对论MHD模拟,研究双中子星并合喷流驱动的激波突破发射,发现GW-EM延迟对视角和抛射物不透明度依赖弱,为约束模型提供稳健诊断,并与GRB 170817A对比。
2026-08-05 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
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
Multi-messenger signatures of delayed choked jets in tidal disruption events
该研究探讨潮汐瓦解事件中延迟喷流与碎片相互作用,发现低光度喷流易被阻塞,其同步辐射和中微子信号可解释晚期活动。
2025-06-30 astro-ph.HE hep-ph
Ready, set, launch: time interval between BNS merger and short GRB jet formation
GW~170817/GRB 170817的联合探测证实了长期以来的理论,即中子星合并产生短伽马射线暴(sGRB)喷流,可以成功地从周围的喷出物中爆发出来。与此同时,与千诺瓦的联系提供了关于不同喷出物成分的物理性质(如质量和速度)的前所未有的信息。结合这些知识与观测到的亮度和持续时间的宇宙学sGRB检测到的突发警报望远镜(BAT)板载尼尔·格瑞尔斯斯威夫特天文台,我们重新审视sGRB射流的爆发条件。假设sGRB喷流的自准直不起关键作用,我们发现双星合并和发射一个典型的sGRB喷流之间的时间间隔为$\lesssim0.1$ ~s。我们还表明,至少$\sim 30\%$的sGRB的一小部分,通常采用的静态喷出物的假设是不一致的观测,即使极地喷出物的质量是一个数量级小于GRB 170817。我们的研究结果不赞成磁星中央引擎为宇宙学sGRB提供动力,限制了爆发前茧中沉积的能量,并表明在GW 170817 /GRB 170817中观测到的引力波和$γ$射线信号之间的$\sim 1.$ 7~s延迟可能是由喷流到$γ$射线产生地点的传播时间决定的。
2020-05-19 astro-ph.HE
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
Physics of radiation mediated shocks and its applications to GRBs, supernovae, and neutron star mergers
在不同类型的宇宙爆炸中观察到的第一个电磁信号是在爆炸中产生的冲击波从包围中心源的不透明外壳中出现时释放的。值得注意的例子是各种类型的超新星和低光度伽玛暴的早期辐射,长伽玛暴中的瞬发光球辐射,以及伴随着中子星合并中引力波信号的伽马射线辐射。在所有这些例子中,由爆炸驱动的冲击波是由被困在其中的辐射所介导的,它的速度和结构取决于环境条件,决定了早期观测到的电磁辐射的特征,也可能是它们的中微子发射。近年来,人们一直致力于发展一个详细的辐射介导冲击理论,试图预测上述系统中早期发射的性质。鉴于即将到来的瞬变工厂对冲击爆发候选者的预期检测率,以及对中子星合并(如GW 170817)中冲击爆发的伽马射线闪光的潜在检测,这些努力是及时的。本文从辐射介导休克的基本原理出发,对辐射介导休克的理论和应用进行了综述。激波解的分类取决于每一类物体的条件,并将说明用于求解不同状态下激波方程的方法,特别强调观测诊断。重点介绍了它在超新星、低光度伽玛暴、长伽玛暴、中子星合并和中微子发射等方面的应用。
2020-03-12 astro-ph.HE
Non-thermal Gamma-ray Emission from Delayed Pair Breakdown in a Magnetized and Photon-rich Outflow
我们考虑延迟,体积加热的磁化流出,已打破了封闭介质,并扩大到高洛伦兹因子($Γ\sim 10^2-10^3$)和低光学深度散射($τ_{\rm T} \sim 10^{-3}-10^{-2}$)。崩落时的能流主要由磁场控制,准热伽马射线的贡献较小,其能谱在论文I中计算。我们专注于极端的重子耗尽的磁化材料的情况下,但允许一个单独的重子组件,是夹带从限制介质。耗散是由这两个分量之间的相对论运动驱动的,一旦光子密度下降到低于$ 4\times 10^3(Y_e/0.5)^{-1}$,这种相对论运动就会发展。我们首先计算出的磁化组件的加速度以下突破,嵌入式MHD湍流提供了显着的惯性,忽略这导致不切实际的高流量洛伦兹因子的估计。重新加热开始后,对和光子分布的演变自洽使用一个区域的动力学代码,结合了精确的治疗康普顿散射,对生产和湮灭,和库仑散射。加热导致电子对产生激增,散射深度在$τ_{\rm T} \sim$ 1-4处饱和。等离子体保持非常低的粒子与磁压的比率,并且可以支持带电粒子分布中的强各向异性,其中冷却由康普顿散射主导。通过改变热输入与准热光子中种子能量的比值,得到了光子指数在伽玛暴($-3 < β< -3/2$)中观测范围内的高能幂律谱。我们对比我们的结果与那些持续加热的扩大光球,并表明,后者的模型产生的软硬演化是不一致的伽玛暴的观测。
2014-06-18 astro-ph.HE
Fast dynamic ejecta in neutron star mergers
本研究通过完全广义相对论拉格朗日模拟,识别出中子星并合中快速动力学抛射物的两种形成机制,分析了不同坍缩情形下的抛射特征,并探讨了其观测意义。
2025-02-24 astro-ph.HE
High rate of gravitational waves mergers from flyby perturbations of wide black-hole triples in the field
超宽三重黑洞(TBH;具有外轨道$>10^3$ AU)在外地可以相当大的扰动与外地星的激发外轨道偏心率的飞越遇到。我们研究了这种飞越的累积效应,并表明它们对引力波(GW)源的产生是有利的。飞越遇到TBH可以使TBH不稳定并遵循混沌演化。这导致了外BH和内双星之间的单双星共振相遇。这些遭遇可以导致在谐振阶段期间两个TBH分量的迅速GW合并,或者TBH的中断。在后一种情况下,一个更紧凑的二进制被留下,而第三个BH逃脱并被弹出。紧凑的残余双星可能仍然通过GW发射螺旋上升,尽管时间尺度更长。其中相当多的将导致在不到一个哈勃时间内推迟GW合并。我们发现体积合并率的$\sim3-10{\rm Gpc^{-3}yr^{-1}}$贡献的(前)非合并TBH通道和$\sim100-250{\rm {\rm Gpc^{-3}yr^{-1}}}$贡献的(后)延迟合并TBH通道。在aLIGO波段,瞬发通道引起偏心合并,而延迟GW合并在进入aLIGO波段后,大部分发生圆化。我们发现两个通道的总{ \rm偏心}体积合并率为$\sim1-10{\rm Gpc^{-3}yr^{-1}}$。我们预计这些合并,以显示没有显着的自旋轨道对齐,和均匀的延迟时间分布。
2020-08-03 astro-ph.HE
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
The gamma-rays that accompanied GW170817 and the observational signature of a magnetic jet breaking out of NS merger ejecta
本文首次对双中子星合并过程中的磁喷流进行了相对论MHD数值模拟。由合并残留物的磁化旋转产生的喷流在喷出物中传播,并产生一个充满能量的茧,以温和的相对论速度膨胀并从喷出物中破裂出来。我们发现,如果喷出物有一个低质量($\sim10^{-7} M_\odot$)高速($v\sim0.85$ c)的尾巴,茧冲击爆发将产生$γ$射线发射,这是与观察到的短GRB 170817 A,伴随着最近的引力波事件GW 170817。因此,我们建议,这是非常不同的,从所有其他短伽玛暴观察到的,是由不同的机制产生的。然而,我们预计这样的事件是很多的,许多将在未来的LIGO-Virgo运行中被检测到。
2017-10-16 astro-ph.HE
The delayed time distribution of massive double compact star mergers
为了研究一般双星种群的时间演化,特别是在星系演化背景下的双致密双星和合并,最直接的方法显然是在星系化学演化代码中实现详细的双星演化模型。据我们所知,布鲁塞尔银河系化学演化代码是唯一一个完全一致的帐户的重要影响,相互作用的双星的化学演化的预测。用一个没有明确包含双星的银河系代码,如果这些合并的延迟时间分布(DTD)可用,那么双致密双星和合并的人口的时间演化可以以合理的精度进行估计。Ia型超新星的DTD在过去的十年中得到了广泛的研究。本文给出了双中子星双星和中子星与黑洞混合系统的合并的双元差分方法。后者的合并是非常有前途的网站,为生产的r-过程的元素和DTDs可以用来研究这些元素的星系演化的代码,不明确占二进制。
2016-03-10 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Jet Propagation in Neutron Star Mergers and GW170817
来自双星合并GW170817的引力波事件和随后的多信使观测提供了强有力的证据:i)合并喷出物以相当大的速度膨胀,ii)必须通过合并喷出物传播的相对论性喷流。喷出物的膨胀速度对于喷流头的运动是不可忽略的,这是与其他系统如双星和活动星系核的根本区别。在这里,我们提出了一个分析模型的射流在膨胀介质中的传播。特别是,我们注意到一个新的术语的表达的突破时间和速度。同时,我们进行了一系列的射流传播的100多个二维数值模拟。BNS合并喷出物是根据迄今为止分辨率最高的BNS合并的数值相对论模拟制备的。我们表明,我们的分析结果同意在一个很宽的参数空间的数值模拟。然后将我们的分析模型应用于GW170817,得到两个固体约束:i)中心发动机亮度为$L_{iso,0} \sim 3\times10^{49}-2.5\times10^{52}$ erg s $^{-1}$,ii)合并和发动机激活之间的延迟时间$t_0-t_m < 1.3$ s。发动机功率意味着,如果在轴上观察,明显微弱的\textit{short}伽马射线暴(\textit{s} GRB)\textit{s} GRB 170817 A类似于典型的\textit{s} GRB。
2019-11-17 astro-ph.HE
Delayed jet launching in binary neutron star mergers with realistic initial magnetic fields
本文分析了中子星双星合并残骸的磁场演化,发现各向同性小尺度初始磁场配置能更好模拟合并湍流状态,为避免高昂计算成本提供了有效模拟方案。
2024-07-29 astro-ph.HE gr-qc
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
The cocoon emission - an electromagnetic counterpart to gravitational waves from neutron star mergers
短伽马射线暴(SGRB)被认为是由致密的双星合并(中子星-中子星或黑洞-中子星)产生的。如果是这样的话,它们的喷流必须穿透在合并过程中喷出的外流。当射流穿过喷出物时,它会耗散能量,产生一个热茧包围它。我们在这里提出了合并流出中射流传播的3D数值模拟,并计算了由此产生的排放。这种辐射由两部分组成:冷却辐射,热茧的热能泄漏,以及茧材料放射性衰变产生的茧macronova。这种发射给出了一个简短的(约一小时)蓝色,广角信号。虽然外流和喷流的参数是不确定的,但对于我们所考虑的配置,信号是明亮的(~ -14 $-$ -15绝对幅度),并且胜过所有其他预测的紫外光信号。当射流爆发时间较长时,信号较亮,并且其峰值亮度不强烈依赖于高度不确定的不透明度。快速搜索这样的信号是探测电磁合并对应物的一种有前途的策略。探测到的候选者之后,可以进行深红外搜索,寻找从其余喷出物中产生的较长但较弱的macronova。
2017-10-23 astro-ph.HE
Impact of disk magnetic fields on the propagation of stellar-scale jets in the magnetically arrested accretion disks of active galactic nuclei
Nanning University(南宁大学);Xiamen University(厦门大学);Xiangtan University(湘潭大学)
本研究在磁阻吸积盘框架下,采用喷流-喷流茧模型,发现盘磁场可抑制喷流茧横向膨胀、增强低功率喷流准直性,还能促进双黑洞并合产生的低功率喷流的 breakout。
2026-08-11 astro-ph.GA 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
Numerical simulations of the jet dynamics and synchrotron radiation of binary neutron star merger event GW170817/GRB170817A
本文对高能流在双中子星(BNS)合并的碎片云中的传播进行了数值模拟。从中央发动机的尺度出发,我们使用动网格流体动力学代码来模拟所产生的相对论喷流的完整动力学演化。我们计算同步辐射直接从模拟和目前的多波段光曲线的早期(子天)通过后期(数周到数年)余辉阶段。我们的工作系统地比较了两种不同的模型的中央发动机,被称为窄和宽发动机的情况下,这是与一个成功的结构射流和准各向同性爆炸分别。这两种发动机模型通过与合并碎片云的流体动力学相互作用自然地演化出角向和径向结构。它们也都导致能够产生观测到的多波段余辉数据的相对论性冲击波。然而,我们发现,窄和宽发动机的情况下可能会区分一个新的排放成分,我们称之为合并闪光。这一部分是将同步辐射模型应用于受冲击的光学薄合并云的结果。如果非热电子的注入在突破的相对论壳层中持续存在,例如通过内部冲击或磁重联,这种建模是合适的。在GW啁啾之后的最初几分钟内,对于未来的BNS合并,快速下降的签名可以是可检测的。此外,它的GRB 170817 A事件的未检测可能不利于宽,准各向同性爆炸模型。
2018-06-11 astro-ph.HE
Magnetic dissipation in short gamma-ray burst jets. I. Resistive relativistic MHD evolution in a model environment
本研究针对短伽马射线暴喷流的磁耗散问题,用PLUTO代码开展二维及三维电阻性相对论MHD模拟,发现有限电导率会显著影响喷流结构、湍流及欧姆耗散,还展示了三维演化中的非轴对称特征。
2024-10-09 astro-ph.HE
High-energy Neutrinos from Merging Stellar-mass Black Holes in Active Galactic Nuclei Accretion Disk
本文研究了活动星系核吸积盘中双星恒星级黑洞并合喷流产生高能中微子的机制,发现盘外部区域的并合可产生TeV-PeV中微子爆发,能被IceCube在引力波后探测到,是多信使观测的潜在目标源。
2023-11-20 astro-ph.HE hep-ph
Gravitational-wave memory from a propagating relativistic jet: a probe of the interior of gamma-ray burst progenitors
一般认为,伽马射线暴(GRB)的相对论喷流最初应该通过大质量祖星的重包层或通过致密双星合并形成的合并喷出物传播。喷流与恒星包层或合并喷出物的相互作用可以导致喷流头部物质的减速,同时形成热茧。然而,这种喷流-包层/喷出物的相互作用实际上是无法用电磁辐射检测到的,只能通过爆发喷流的结构间接推断。因此,作为对这种现象的解决方案,我们建议喷流包络/喷出物相互作用可以产生幅度为$h\sim10^{-26}-10^{-23}$的引力波(GW)记忆,这可以用未来的GW探测器在亚赫兹到几十赫兹的频率范围内检测到。这提供了一个潜在的直接的方式来探测喷流的传播,然后伽玛暴的祖先的内部。此外,即使喷流最终被恒星包层或合并喷出物阻塞,这种方法原则上也是可行的。
2020-08-31 astro-ph.HE
Electromagnetic Counterparts Powered by Kicked Remnants of Black Hole Binary Mergers in AGN Disks
研究AGN盘中BBH并合踢出残余体驱动的电磁辐射,提出喷流茧冷却辐射为主要可探测机制,预测软X射线瞬变作为对应体,支持多信使观测。
2023-11-17 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
Multi-D Simulations of Ultra-Stripped Supernovae to Shock Breakout
最近发现的许多双中子星系统及其作为LIGO-Virgo合并事件的检测要求详细了解它们的起源。在这方面,双星系统中的超剥离恒星的爆炸已被证明发挥了关键作用,并作为快速演变的无氢瞬变的潜在解释也引起了人们的兴趣。在这里,我们提出了第一次尝试,以模拟这样的爆炸的基础上,遵循质量转移到同伴,以获得一个一致的核心信封结构所需的可靠预测的超新星瞬变的二进制演化计算。我们模拟了2D和3D的爆炸,并证实了适度的爆炸能量~10^50erg和小的反冲速度在2D模型的基础上裸露的碳-氧核心报告。中子星的自旋上的不对称吸积是小的,在3D没有迹象表明自旋踢对齐。冲击波爆发的模拟表明,相当数量的铁族物质混合到氦包层中。鉴于最近的想法混合长度治疗(MLT)的瑞利-泰勒不稳定性的超新星,我们进行了详细的分析的混合,这揭示了浮力阻力平衡的证据,但在其他方面不支持MLT近似。这种混合可能会对未来需要研究的超剥离超新星的光谱特征产生影响。我们的恒星演化计算还预测了由于偏离中心的硅爆燃闪光导致的超新星前质量损失,这表明来自极度剥离的核心的超新星可能显示出与星周物质相互作用的迹象。
2018-03-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Relativistic envelopes and gamma-rays from neutron star mergers
我们认为,中子星合并喷出质量为$m\sim 10^{-7}M_\odot$的超相对论包层,这有助于解释GW 170817的伽马射线爆发。其中一个喷射机制是在合并的第一个$30\,μ$ s中,中微子的爆发会烧蚀中子星的表面。另一个更有效的膨胀超相对论包层的机制是合并产生的大量喷出物中的内部冲击。如果合并后的产品是一颗磁星,它会发出离心加速的风,预计会产生强烈的冲击。冲击波通过喷出物向外传播,并在其外层以半径$r\sim 10^9-10^{10}$ cm加速,发射出一个超相对论性的不透明包层,每个核子充满$\sim 10^4$光子。包层的洛仑兹因子轮廓向外上升,并决定了它的同系膨胀,从而冷却了被捕获的光子。一旦磁星失去了它的差速旋转并坍缩成一个黑洞,一个强大的喷流就形成了。它驱动冲击波进入包层,追逐它的外层,最终在$r\sim 10^{12}$ cm处赶上包层光球。延迟爆炸波的超相对论光球爆发在合并轴周围的宽立体角内发出伽马射线爆发。这个模型用光度$L_γ\sim 10^{47}$ erg/s、持续时间$Δt_{\rm obs}\sim 0.5$ s和特征光子能量$\sim 100$ keV解释了合并GW 170817产生的伽马射线脉冲。在包层光球处的冲击波洛伦兹因子与我们从观测到的爆发光变曲线得到的$Γ\geq 5$一致。我们建议未来的模型测试。
2021-07-24 astro-ph.HE
End-to-end kilonova models of neutron-star mergers with delayed black-hole formation
本研究针对延迟黑洞形成的双中子星并合场景,采用改进的Shakura-Sunyaev方案实现端到端千新星建模,发现不对称前身星缩短遗迹寿命、提升抛射物质量,此类场景对r过程富集贡献次要,模型光变曲线数天后与AT2017gfo吻合较好。
2023-06-02 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
Jet-environment interaction after delayed collapse in binary neutron star mergers
Rochester Institute of Technology(罗切斯特理工学院);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 Padova(意大利国家核物理研究所帕多瓦分部);Università di Milano-Bicocca(米兰比可卡大学);INFN, Sezione di Milano-Bicocca(意大利国家核物理研究所米兰比可卡分部)
研究双中子星并合中延迟坍缩引发喷流的环境相互作用,通过磁流体动力学模拟探讨不同中子星寿命对喷流特性的影响,揭示喷流与极性喷流的相互作用机制。
2026-03-25 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Multi-wavelength Emission for a Post-merger Magnetar: The Magnetar-Driven Poynting Jet and Its Associated Pulsar Wind Nebula
Guangxi University(广西大学)
研究探讨了并合后磁星驱动的庞蒂نج喷流及其关联的脉冲星风云的多波长辐射特性,揭示了喷流与风云相互作用的动力学过程,以及不同波段辐射特征的演化机制。
2026-05-20 astro-ph.HE
Evidence from Disrupted Halo Dwarfs that $r$-process Enrichment via Neutron Star Mergers is Delayed by $\gtrsim500$ Myrs
$r$ -过程元素的天体物理起源仍然难以捉摸。中子星合并(NSM)和特殊类型的核心坍缩超新星(rCCSNe)是主要的候选者。由于这些通道的独特的特征时间尺度(rCCSNe:提示,NSM:延迟),测量$r$ -过程在类似质量的星系中的富集,但不同的恒星形成持续时间可能会提供信息。最近在银河系的恒星晕中发现了两个被破坏的矮星,Kraken和\textit{Gaia} -香肠土卫二(GSE),正好提供了这个机会:两者都有$M_{\star}\approx10^{8}M_{\rm{\odot}}$,但不同的恒星形成时间的${\approx}2$陀螺仪和${\approx}3.6$陀螺仪。在这里,我们提出了$R\approx50,000$麦哲伦/MIKE光谱的31颗恒星从这些系统,检测$r$过程元素Eu在所有的恒星。这两个系统的恒星都有相似的[Mg/H] $\approx-1$,但Kraken的[Eu/Mg] $\approx-0.1$是中等值,而GSE的[Eu/Mg] $\approx0.2$则更高。通过简单的模型,我们认为NSM富集必须被$500-1000$ Myrs延迟才能产生这种差异。rCCSNe也必须有贡献,特别是在早期,否则在延迟期间形成的恒星将不含Eu。在这张照片中,rCCSNe解释了Kraken中Eu的$\approx50\%$,GSE中的$\approx25\%$以及像人马…
2021-10-27 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Evidence for $\gtrsim{4}$ Gyr timescales of neutron star mergers from Galactic archaeology
快速($r$)中子捕获过程的核合成位点目前正在讨论中。通过引力波和电磁辐射对合并的中子星GW 170817的直接探测,证实了这类事件是$r$过程元素的重要来源。然而,化学演化模型是不能够重现所观察到的化学丰度在银河系时,中子星合并被认为是唯一的$r$过程网站和现实的时间分布,这样的事件被考虑在内。现在,我们第一次结合了银河系及其矮星系卫星的所有可用观测证据,表明只有当(至少)存在两个不同的$r$过程站点时,数据才能得到解释:一个时间尺度与核心坍缩超新星相当的快速源,$t_{quick}\lesssim10^8$ yr,以及一个时间尺度与特征$t_{delayed}\gtrsim4$ Gyr相当的延迟源。延迟的$r$过程源最有可能起源于中子星合并,因为时间尺度与GW 170817的估计非常吻合。鉴于快速源的时间尺度很短,它很可能与大质量恒星有关,尽管在这一点上不能排除紧凑物体合并的特定快速通道。我们的方法表明,只有通过查看所有可用的数据,我们才能够解决这个难题,这是$r$ -过程。
2020-01-10 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
5.9 keV Mn K-shell X-ray luminosity from the decay of 55Fe in Type Ia supernova models
我们表明,X射线线通量的Mn Ka线在5.9 keV的衰变的55 Fe是一个有前途的诊断,以区分Ia型超新星(SN Ia)爆炸模型。利用辐射输运计算,我们计算了两个三维爆炸模型的线通量:一个近Ekrasekhar质量延迟爆轰和两个白矮星的猛烈合并。这两个模型都是基于太阳金属丰度零年龄主序祖先。由于爆炸性核燃烧在更高的密度,延迟爆轰模型合成的放射性55 Fe比合并模型多3.5倍。其结果是,我们发现,延迟爆轰模型的峰值Mn Ka线通量超过合并模型的4.5倍。由于在这两种模型中,5.9 keV的X射线通量在爆炸后5至6年达到峰值,此时对X射线线发射的单次测量可以对爆炸物理学施加约束,这与从早期阶段光谱或光变曲线得出的约束是互补的。我们进行检测器模拟当前和未来的X射线望远镜,以探讨在5.9千电子伏检测X射线线的可能性。对于延迟爆轰的情况,使用钱德拉探测器,在曝光时间为10^6 s的情况下,线探测器可以探测到高达3 Mpc的辐射。我们发现,用现有的X射线仪器(曝光时间为5 × 10^5秒),在足够高的信噪比下,应该可以检测到我们的两个模型,从而区分出它们与本星系群中的假设事件。随着未来的任务,探测的前景将更好。例如,拟议的雅典娜/X-IFU仪器可以检测到我们的延迟爆炸模型到5 Mpc的距离。这将使研究未来在其运行寿命期间发生的事件成为可能,其距离与最近的超新星SN 2011 fe(6.4 M…
2014-12-02 astro-ph.HE
Diversity Of Short Gamma-Ray Burst Afterglows From Compact Binary Mergers Hosting Pulsars
短伽马射线暴(sGRB)被广泛认为是致密双星合并的结果。该模型预测的余辉,承担一个恒定的,低密度介质的特征签名,包括一个平滑的余辉过渡,和一个简单的时间演变。然而,这些预期与sGRB余辉中不可忽略的一部分的观测结果相冲突。特别是,这些事件的余辉阶段的开始似乎是延迟的,此外,他们中的一些人表现出晚时间的光变曲线迅速衰落。我们表明,这些特殊的观察可以解释独立的正在进行的中央引擎活动,如果一些sGRB的祖先是紧凑的双星至少有一个脉冲星。脉冲星伴星的坡印廷流能在双星周围产生一个弓形激波腔。如果这个空腔大于未受扰动的星际介质中激波减速的长度尺度,那么余辉的开始将被延迟。如果减速完全发生在掠起的薄壳内,光变曲线将随之快速衰减。我们确定了两种类型的脉冲星,可以实现改变余辉所需的条件:低场,长寿命的脉冲星,和高场脉冲星。我们发现,相当大的一部分(~20-50%)的低场双星很可能居住在中子星双星的基础上的观察,而他们的高场同行不是。流体动力学计算的动机,这个模型被证明是在很好的协议与sGRB余辉光曲线的观察。
2014-06-22 astro-ph.HE
Mass ejection from neutron star mergers: different components and expected radio signals
除了产生强引力信号、短伽马射线暴(GRB)和致密的残骸外,中子星合并还以显著的动能喷射出显著的质量。这种物质抛射是通过动力学物质抛射和伽马射线暴喷流发生的,但也有人提出了其他过程:激波爆发物质,喷流与其他抛射物相互作用产生的茧,以及来自中央残骸或吸积盘的粘性和中微子驱动的风。喷射物质的不同组成部分包括太阳质量的百分之几,其中一些以相对论速度喷射。这些喷出物与周围星际介质的相互作用将产生持久的射电耀斑,类似于伽玛射线暴余辉或射电超新星。不同信号的相对强度很大程度上取决于视角。沿着喷流轴或靠近喷流轴的观测者将在几十天内从高度相对论性伽玛射线暴喷流产生的射电余辉(或孤儿射电余辉)中探测到一个强信号。对于一般的观察者来说,在较大的视角下,动态喷出物,其贡献在事件发生后一年左右达到峰值,通常将占主导地位。根据观测到的频率和外部密度,其他成分也可能产生显著的贡献。我们还将这些估计与短GRB 130603B的无线电签名进行了比较。在较高的外密度范围$n\gtrsim 0.5{\rm cm^{-3}}$内,用EVLA和LOFAR可以探测到来自动力学喷出物的射电耀斑。
2015-01-08 astro-ph.HE
Fission and fusion of heavy nuclei induced by the passage of a radiation-mediated shock in BNS mergers
本文计算了多离子辐射介导激波的结构,发现在BNS合并抛射物中,足够快的激波可通过离子碰撞触发核裂变与聚变,并改变抛射物成分,进而影响早期千新星发射性质。
2024-04-27 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
Long-Term Optical Follow Up of S231206cc: Multi-Model Constraints on BBH Merger Emission in AGN Disks
本文通过对引力波事件 S231206cc 的长期光学后续观测,结合三种 AGN 盘内 BBH 并合辐射模型,约束了并合遗迹位置、踢出速度及 SMBH 质量等参数空间,为识别 AGN 宿主中的 BBH 电磁对应体提供了框架。
2025-06-02 astro-ph.HE
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
Revise thermal winds of remnant neutron stars in gamma-ray bursts
针对 GW170817 瞬时辐射的时间延迟与热尾迹难以同时解释的问题,本文提出长寿命遗迹中子星、中微子吸收延迟成盘及黏性延迟出现的方案,并预测吸积结束后热泡辐射可被探测。
2023-07-16 astro-ph.HE
X-ray Brightening and UV Fading of Tidal Disruption Event ASASSN-15oi
我们介绍了斯威夫特和XMM-牛顿的潮汐破裂事件(TDE)ASASSN-15 oi的后期观测,揭示了该源在发现一年后在X射线中增亮了$\sim10$的因子,而在UV/光学中褪色了$\sim 100$的因子。XMM-牛顿观测测量了具有$kT_{\rm bb} \sim 45$ eV的软X射线黑体分量,对应于来自中心$\sim 10^6 M_\odot$黑洞的几个引力半径的辐射。在发现后近600天拍摄的最后一个斯威夫特时期显示,X射线源已经消退到其紫外/光学峰值期间的水平。X射线增亮的时间尺度表明,X射线发射可能来自通过新形成的碎片盘的延迟吸积,而即时的UV/光学发射来自通过流-流碰撞的盘的先前圆形化。在X射线增亮期间光谱演化的缺乏不利于被遮蔽材料“遮蔽”的TDE的电离突破。这是第一次的TDE已被证明有一个延迟的峰值在软X射线相对于UV/光学峰值,这可能是第一个明确的签名的实时组装的新生吸积盘,并提供了强有力的证据的起源的UV/光学发射圆化,而不是再处理的吸积辐射的排放。
2017-12-11 astro-ph.HE
LVK S241125n: Massive Binary Black Hole Merger Produces Gamma Ray Burst in Active Galactic Nucleus Disk
University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Università degli Studi di Ferrara(费拉拉大学);ICRANet(国际相对论天体物理中心网络);Sapienza Università di Roma(罗马大学);INAF – Osservatorio Astronomico d’Abruzzo(意大利国家天体物理研究所阿布鲁佐天文台);Shanghai Astronomical Observatory(上海天文台);Ningbo University(宁波大学)
LVK S241125n事件中,双黑洞并合于活动星系核盘产生伽马射线暴,通过喷流与盘中气体相互作用解释GRB特征。
2026-02-09 astro-ph.HE
McFACTS. IV. Electromagnetic Counterparts to AGN-disk-embedded Binary Black Hole Mergers
Graduate Center, City University of New York(纽约市立大学研究生院);Department of Astrophysics, American Museum of Natural History(美国自然历史博物馆天体物理系);Department of Physics and Astronomy, Stony Brook University(石溪大学物理与天文系);Department of Science, BMCC, City University of New York(纽约市立大学巴鲁克学院科学系);Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute(平顿研究所计算天体物理中心);New Mexico State University(新墨西哥州立大学);Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto(多伦多大学加拿大理论天体物理研究所);Center for Computational Relativity and Gravitation, Rochester Institute of Technology(罗切斯特理工学院计算相对论与引力中心);Data Science Institute, University of Chicago(芝加哥大学数据科学研究所)
McFACTS IV通过预测AGN盘中双黑洞并合的电磁辐射,研究其在引力波探测中的电磁 counterpart 生成机制及条件。
2026-08-14 astro-ph.HE
The propagation of relativistic jets in expanding media
本文提出了一个相对论性喷流在膨胀同系介质(喷出物)中传播的综合分析模型。该模型涵盖了整个喷流演化以及一系列与双中子星合并有关的构型。这些包括低和高亮度的喷流,未磁化和轻度磁化的喷流,时间依赖的亮度喷流,牛顿和相对论头速度。我们还扩展了现有的解决方案,在静态介质中的射流指数$α<5$的幂律密度介质。我们的模型提供了简单的分析公式(校准的3D模拟)的喷头传播和突破时间。我们发现,系统的演化有两个主要制度:强和弱射流。强烈的喷流在喷出物中立即开始传播。弱射流在初始阶段无法穿透喷出物,只有在喷出物显著膨胀后才能穿透喷出物,因此其演化与喷出物开始和射流发射之间的延迟无关。经过足够的时间后,强喷流和弱喷流都趋于一个共同的渐近相。我们发现,一个必要的,但不充分的,非磁化[弱磁化]射流的爆发的标准是$E_{j,{\rm iso,tot}} \gtrsim 3[0.4]E_{ej,{\rm tot}}\left({θ_j}/{0.1{\rm~rad}}\right)^2$,其中$E_{j,{\rm iso,tot}}$是射流总各向同性等效能量,$θ_j$是它的开度角,和$E_{ej,{\rm tot}}$是喷出物的能量。将我们的模型应用于短伽玛暴,我们发现,很可能有一个大的喷出物质量的多样性,质量$ \lesssim 10^{-3}~{\rm M}_{\odot} $(至少沿两极)是常见的。
2022-10-17 astro-ph.HE
Effects of polar structure and moving ejecta on the dynamics of SGRB jets
本文通过二维相对论流体力学模拟,研究短伽马射线暴喷流在静态或膨胀的极性漏斗状抛射物中的传播,揭示极性结构影响早期演化、膨胀抛射物主导后期并维持准直性,为理解SGRB喷流形态和观测特征提供依据。
2025-07-02 astro-ph.HE
Necessary Conditions for Short Gamma-Ray Burst Production in Binary Neutron Star Mergers
短伽马射线暴(sGRB)的核心引擎隐藏在人们无法直接看到的地方,其运行规模远小于发射出的辐射所探测到的规模。因此,我们不仅要从{\it触发器}的形成(能够为sGRB提供动力的实际天体物理配置)来推断它的起源,还要从可能参与产生它的各种演化途径所产生的后果来推断它的起源。考虑到双星中子星合并,我们通过分析和数值模拟来批判性地评估,由新形成的超大质量中子星产生的中微子驱动的风是否可以允许其坍缩后的准直相对论外流实际上产生sGRB。通过与观测到的sGRB持续时间分布进行比较,我们发现在外流被阻塞之前,崩溃不能被显著延迟(<= 100 ms),从而限制了长寿命超大质量残留物解释这些事件的可能性。在喷流成功突破中微子驱动风的情况下,储存在茧中的能量可能有助于在sGRB中观察到的前兆和扩展发射。
2014-05-13 astro-ph.HE