Electromagnetic Luminosity of the Coalescence of Charged Black Hole Binaries
费米GBM小组对一个可能的电磁对应物的观测，与alIGO探测到的黑洞双星合并的观测，产生了许多关于其来源的想法。此外，对快速射电暴（FRB）的观测同样产生了一系列新的模型，这些模型可能赋予黑洞双星电磁特征。在这种情况下，即使是不太可能的想法，天体物理黑洞可能有显着的电荷是值得探索的，在这里，我们提出的结果，从模拟弱电荷黑洞，因为他们的轨道和合并。我们的模拟表明，一个质量与GW 150914中观测到的质量相当的黑洞双星可以产生费米GBM（$10^{49}$ ergs/s）所观察到的电磁光度水平，假设辐射效率良好，无量纲电荷为$q \equiv Q/M = 10^{-4}$。然而，即使是这样的电荷也很难想象避免中和足够长的时间来产生它的电磁对应物，因此这个值可能只是作为一个上限。另一方面，我们可以等效地认为黑洞获得了一个磁负电荷，这个磁负电荷很容易保持，并且会产生与电荷相同的电磁特征。观测到这样的双星将具有重要的宇宙学意义，其中最重要的是解释电荷本身的量子化。我们还研究了这样一个磁荷二进制的无力制度，并发现它更辐射，进一步降低了要求，以产生对应的。
2016-09-11 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Premerger phenomena in neutron-star binary coalescences
本文综述双中子星并合前数秒的高能前兆现象，梳理潮汐共振、电动力学作用和激波等机制，并说明其对中子星状态方程及多信使观测的约束意义。
2024-12-08 astro-ph.HE gr-qc hep-ex
Galaxy Survey On The Fly: Prospects of Rapid Galaxy Cataloging to Aid the Electromagnetic Follow-up of Gravitational-wave Observations
星系星表是有效搜索具有高度不确定性的河外引力波（GW）信号的电磁对应物的关键。我们表明，人们可以有效地编目星系在短时间内与1-2米级的望远镜，如帕洛玛瞬态工厂（PTF）或MDM，响应于所观察到的GW信号从一个紧凑的二进制合并。我们发现，在相应的时间尺度为$\lesssim 1$周，最大源距为$>200$ Mpc，天区为100度$^2$的情况下，进行快速星系巡天是可行的。使用类似PTF的望远镜，即使一天也足以进行这样的调查。然后，这个目录可以提供给其他望远镜，以帮助电磁跟踪观测，从双星合并中找到千新星，以及其他来源。我们考虑H $α$观测，它跟踪恒星形成率，因此与致密双星合并率相关。H $α$巡天也能够过滤出比GW源最大距离更远的星系。在GW触发之后的快速星系巡天可以在恒星形成率方面实现$\sim90\%$完整性，这是目前无法实现的。这将大大减少所需的努力，并提高目录的即时可用性相比，未来可能的全天调查。
2015-01-26 astro-ph.HE
A Deep Chandra X-ray Study of Neutron Star Coalescence GW170817
我们报告钱德拉观测GW 170817，第一个中子星-中子星合并发现的联合LIGO-Virgo合作，和第一次直接检测引力辐射与电磁对应物，费米短伽马射线暴GRB 170817 A。该事件发生在2017年8月17日，随后的观测发现了一个光学对应物SSS 17 a，与NGC 4993（约10 arcsec分离）重合。早期的钱德拉（Δt ~ 2天）和雨燕（Δt ~ 1-3天）观测在光学位置上没有探测到，但在触发后约9天的钱德拉监测显示一个X射线点源与SSS 17 a重合。我们提供了两个深度钱德拉观测，总计约95 ks，收集于2017年9月01-02日（Δt ~ 15-16天）。我们探测到SSS 17 a的X射线发射，其L_{0.3-10 keV} = 2.6^{+0.5}_{-0.4} x 10^38尔格，伽马= 2.4 +/- 0.8的幂律谱。我们发现，与该源相关的双星NS合并的X射线光变曲线与离轴短伽马射线暴的余辉一致，喷流与视线成>~23度角。这一事件标志着LIGO-Virgo引力波源的第一个电磁对应物和离轴短GRB的第一个识别。我们还证实了NGC 4993的扩展X射线发射（L_{0.3-10 keV} ~ 9 x 10^38尔格）与其E/S 0星系分类一致，并报道了该领域的两个新的钱德拉点源，CXFJ 130948和CXFJ 130946。
2017-10-19 astro-ph.HE
Coalescence of black hole--neutron star binaries
本文综述了黑洞-中子星双星并合的广义相对论研究现状。首先，综述了准平衡圆轨道黑洞-中子星双星的高精度计算，重点讨论了准平衡序列和质量脱落极限。其次，介绍了黑洞-中子星双星并合的数值相对论模拟的现状。我们总结了我们对合并过程，潮汐破裂及其判据，合并残余物和喷出物质的性质，引力波形和引力波谱的理解。我们还讨论了黑洞的电磁对应物--中子星合并。
2021-10-12 astro-ph.HE gr-qc
Rates of Compact Object Coalescences
引力波探测使得能够测量由两个致密物体-中子星和/或黑洞-组成的双星的合并速度。包含中子星的双星的合并速率进一步受到电磁观测的限制，包括银河射电双星和短伽马射线暴。与此同时，越来越复杂的紧凑物体通过各种进化渠道合并的模型产生了一系列理论上预测的速率。仪器灵敏度的快速提高，以及新的和改进的调查计划，使这是一个适当的时间来总结现有的观测和理论知识的紧凑的二进制合并率。
2022-08-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
Bayesian real-time classification of multi-messenger electromagnetic and gravitational-wave observations
本文针对多信使引力波观测，提出用K近邻和随机森林纠正低延迟管线偏差，并创新性地给出贝叶斯概率以辅助电磁望远镜实时决定是否跟进。
2024-11-07 astro-ph.HE
Detectability of neutron star -- white dwarf coalescences by eROSITA and ART-XC
中子星和白矮星的合并是相对频繁的现象，数量超过了其他类型的紧凑物体合并（中子星和黑洞，而不涉及白矮星）。这样的事件不仅可能产生光学爆发，也可能产生X射线爆发。瞬态源CDF-S XT 2 [1]可以是[2]所建议的这种类型事件的示例。在这篇文章中，我们估计的频谱RG卫星上的X射线仪器的视场中的这些瞬变率。我们证明，在四年的调查计划几千事件有关的中子星-白矮星合并可能会出现在eROSITA的视野。X射线发射的准直可以减少这个数字。在ART-XC望远镜的情况下，预计会出现较小但数量相当的瞬变。然而，由于相对较短的持续时间（$\lesssim 10^4$ s），大多数这样的瞬变可能仅在望远镜的一次扫描（$\sim 40$ s）中可见，因此预计仅检测到少数光子，这使得在没有附加信息的情况下进行明确的识别非常成问题。
2019-09-24 astro-ph.HE
Astrophysical Implications of Neutron Star Inspiral and Coalescence
在引力波中观测到的两颗中子星的第一个螺旋非常接近，允许同时观测引力波和电磁波，这是几年来没有预料到的。他们的合并，随后是伽马射线暴和千诺瓦，在电磁望远镜的光谱波段被观察到。这些GW和电磁观测在理解短伽马射线暴、确定最重元素的起源和确定中子星的最大质量方面取得了巨大进展。从潮汐在引力波形上的印记和对X射线双星的观测中，人们可以提取出螺旋形中子星的半径和变形能力。半径、最大质量和因果关系一起约束了中子星状态方程，未来的约束可以来自合并后振荡的观测。我们有选择地回顾这些结果，用推导和估计来填充一些物理学。
2022-01-09 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Detectability of Late-Time Radio Afterglows from Compact Binary Coalescence
对候选引力波的电磁跟踪对于验证其天体物理性质和研究其物理性质具有重要意义。虽然下一代GW探测器将提高灵敏度，以首次探测GW事件，但在其运行的早期，其定位这些事件的能力仍然很差。这使得EM跟踪对大多数望远镜来说都是一个挑战。许多新的低频无线电仪器最近已经上线或将在未来几年上线，它们的宽视场使它们能够在短时间内覆盖大面积的天空。本文全面研究了致密双星并合（CBC）的射电余辉的可探测性，CBC是一个被预言的GW源，也是最有希望的短伽马射线暴的起源。我们探讨了一系列源和观测参数的前向激波的模拟余辉光变曲线的性质，然后我们使用这些光变曲线来估计不同无线电仪器和测量方法的预期检测率。利用当前和即将到来的宽场射电仪器探测射电余辉并限制其性质和速率是可行的。因此，宽场无线电仪器将在GW事件的EM后续行动中发挥重要作用。
2014-05-23 astro-ph.HE
Electromagnetic counterparts of black hole-neutron star mergers: dependence on the neutron star properties
对引力波的探测可能很快就会发现黑洞-中子星（BHNS）双星合并的信号，预计这将伴随着电磁（EM）信号。在本文中，我们提出了一个复合半分析模型来预测预期的EM对应BHNS合并的属性，专注于kilonova排放和伽马射线暴余辉。四个主要参数决定了电磁辐射的性质：NS质量$M_\mathrm{NS}$、潮汐变形能力$Λ_\mathrm{NS}$、BH质量和自旋。只有对于这些参数的某些组合，才会产生EM对应物。在这里，我们探索的参数空间，并构建光变曲线，分析NS质量和潮汐变形的EM发射的依赖。探索NS参数空间限制到$M_\mathrm{NS}-Λ_\mathrm{NS}$对所描述的一个物理动机的状态方程（EoS），我们发现，最亮的EM对应物产生于低质量NS的二进制文件（固定BH属性和EoS）。使用GW 170817的NS EoS的约束，我们的建模表明，排放量落在一个狭窄的绝对幅度范围内。在探索的参数范围内，光变曲线和峰值时间与NSNS合并的光变曲线和峰值时间没有什么不同，除了在B波段。在BHNS聚结中缺乏超/超大质量NS会导致在没有中微子与喷出物相互作用的情况下蓝色千诺瓦发射变暗。
2019-12-09 astro-ph.HE
The discovery of the electromagnetic counterpart of GW170817: kilonova AT 2017gfo/DLT17ck
在激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和室女座干涉仪的第二次观测运行期间，2017年8月17日（GW 170817）检测到了与双中子星合并一致的引力波信号，紧接着费米卫星触发了一次同步的短伽马射线暴。距离小于40百万秒差距（DLT 40）的超新星搜索对调查定期监测的星系样本进行了有针对性的后续观测，这些星系落在LIGO+室女座联合定位区域和较大的费米伽马射线暴误差框内。在这里，我们报告了一个新的光学瞬态（DLT 17 ck，也称为SSS 17 a;它也被注册为AT 2017 gfo）的发现，空间和时间上与GW 170817一致。DLT 17 ck的光度和光谱演化是独特的，其绝对峰值震级为Mr = -15.8 \pm 0.1，r带衰减率为1.1 mag/d。这种快速演化一般与kilonova模型一致，kilonova模型被预测为双中子星合并的光学对应物。对存档DLT 40数据的分析未显示在GW 170817之前8个月至21天的时间段内，在DLT 17 ck位置处的瞬时活动迹象降至r~19 mag。这一发现标志着多信使天文学新时代的开始，为研究和理解双星中子星聚结、短伽马射线暴及其光学对应物开辟了一条新的道路。
2017-10-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
Electromagnetic Counterparts to Massive Black Hole Mergers
在未来的二十年里，预计将打开大门的电磁（EM）和引力波（GW）的签名与大质量黑洞（MBH）的双星走向合并的第一次重合检测。这些探测将通过将这一不断增长的领域扩展到低频GW区域来启动多信使天体物理学的新时代，并将提供对MBH和星系演化的前所未有的理解。它们还将构成宇宙学的全新探测器，并将使独特的引力测试成为可能。这篇生活评论的目的是通过总结在撰写本文时已知的与MBH合并的EM对应方有关的关键发现、物理过程和想法来介绍这一研究主题。我们审查目前的观测证据密切MBH二进制文件，讨论相关的物理过程和时间尺度，并总结可能的EM对应GW的前体，合并，余辉阶段的MBH合并。我们还描述了开放的问题，并讨论在这个充满活力和快节奏的研究领域的未来前景。
2022-05-13 astro-ph.HE gr-qc
A Second Decoupling Between Merging Binary Black Holes and the Inner Disc--Impact on the Electromagnetic Counterpart
两个超大质量黑洞（SMBH）的合并会产生强大的引力波（GW）辐射，如果附近存在气体，还会产生电磁（EM）辐射。在标准的图像中，当双星从环双星盘中“挤压”出来并开始在次级轨道内“挤压”盘时，会产生EM爆发，导致其快速吸积到主黑洞上。在这里，我们使用分析论证和数值模拟来表明，SMBH约$20~R_S$内的圆盘在合并中幸存下来，而不会被耗尽。其原因是“第二次解耦”：由于潮汐加热和低效冷却，内部圆盘变厚，有效地与双星的相互作用解耦。我们表明，这第二次去耦淬火盘${\cal O}(10^2)$天聚结前的热源。这将使峰值UV/X射线光度明显弱于以前的想法。合并后，残留的圆盘冷却并膨胀，与外圆盘合并，而不是完全吸积。这导致连续的EM发射，阻碍了早期研究中提出的截止和重新变亮的检测。
2016-10-28 astro-ph.HE gr-qc
Energetic constraints on electromagnetic signals from double black hole mergers
费米探测到的双黑洞合并GW 150914的电磁对应物激发了许多理论模型，其中一些提出黑洞在大质量恒星内螺旋在一起。然而，我们表明，这种黑洞轨道上的动力学摩擦产生的热量可以超过恒星结合能的一个很大的因素，这意味着这种热量可能会摧毁恒星，从而使足够的气体难以在合并时靠近黑洞产生可检测的光子。在为两个恒星质量黑洞合并的电磁对应物提出模型时，必须考虑到这些因素。我们发现，只有当两个黑洞在非常靠近中心的地方形成时，恒星才能避免毁灭。在这种情况下，动力学摩擦可以使黑洞比在真空中更快地合并，这导致了引力波形的修改，这可能被先进的LIGO观测到。
2016-11-02 astro-ph.HE
Electromagnetic extraction of energy from black hole-neutron star binaries
黑洞-中子星双星的合并有望成为下一代探测器Advanced LIGO和Advanced Virgo的主要引力波源。理想情况下，这些和其他引力波源将有一个不同的电磁对应物，因为通过两个单独的通道可以获得更多的信息。此外，由于这些探测器将探测具有不可忽略的红移的距离，因此对引力波信号的电磁对应物的同步观测将有助于对暗能量的新测量[1]。对于质量不比中子星大多少的黑洞，黑洞对中子星的潮汐破裂和随后的吸积提供了产生电磁对应物的一种途径[2]。然而，在这项工作中，我们证明，对于所有的黑洞，中子星双星观测先进的LIGO/处女座，黑洞与磁场的中子星的相互作用将驱动坡印亭通量。当中子星磁层中的电子-正电子等离子体加速时，这种坡印亭通量产生同步辐射/曲率辐射，当等离子体聚焦到中子星磁极上时，产生热辐射，在中子星表面上产生“热点”。这种新效应将产生丰富的亮度，与超新星和活动星系核相当，因此高级LIGO/Virgo用引力波探测到的黑洞-中子星合并也可能被电磁探测到。
2011-01-10 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic Radiation Accompanying Gravitational Waves from Black Hole Binaries
重新讨论了大质量黑洞双星合并产生的强大引力波在外部磁场中向电磁辐射的转化。与以前的类似效应的计算相比，我们研究了引力辐射频率低于周围介质的等离子体频率的现实情况。在等离子体中传播的引力波不断地产生电磁辐射，并将其拖在一起，尽管频率很低。在具有强磁场的热稀薄等离子体中，由未衰减的电磁波加热等离子体可能是显著的，并且可以导致具有更高频率的电磁辐射的显著突发。本文讨论了等离子体中引力子到光子的转换效应，并与GW 150914和GW 170104的可能的电磁对应物作了比较。
2017-08-26 astro-ph.HE gr-qc
Flares from coalescing black holes in the centimeter-wavelength transient sky
无线电观测导致了时域天文学中一些最基本和最令人兴奋的发现。在这里，我证明了下一代甚大阵列（ngVLA）本地化提示厘米波长对应的合并二进制超大质量黑洞（SMBHs）的LISA任务检测的潜力。由此产生的红移测量主机的LISA检测到的合并将填充哈勃图的时代的最早的星系。宿主环境和电磁聚结签名的分析将提供至关重要的洞察二进制SMBH和他们的环境之间的相互作用，SMBH的形成和增长的机制。
2018-06-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
Electromagnetic precursor flares from the late inspiral of neutron star binaries
两颗中子星的合并伴随着引力波的发射，也可以具有由质量喷出物提供动力的电磁对应物，以及合并后形成的相对论性喷流。由于中子星可以具有强磁场，因此中子星磁层之间的非平凡相互作用可能会在合并之前引发潜在的强大电磁瞬变。为这些前兆瞬变提供动力的一个关键过程是在两颗恒星之间形成的强电流片中的相对论重联。在这项工作中，我们提供了一个详细的分析如何扭曲的共同磁层的二进制导致电磁耀斑的发射，类似于在太阳日冕中产生的。通过相对论性无力电动力学模拟，我们澄清了不同的磁场拓扑结构在这个过程中的作用。我们的结论是，耀斑总是会发生适当的磁场的路线，除非其中一个中子星有一个磁场明显弱于其他。
2022-05-19 astro-ph.HE gr-qc
Limits on the Electro-Magnetic Counterpart of Binary Black Hole Coalescence at Visible Wavelengths
我们使用TAROT望远镜网络来搜索GW 150914，GW 170104和GW 170814的电磁对应物，据报道，它们起源于LIGO和Virgo合作的双黑洞合并事件。我们的目标是在可见光波段限制双黑洞合并的辐射。我们开发了一种简单有效的算法，通过将图像数据与盖亚目录数据版本1进行匹配来检测新的源。利用机器学习技术，设计了一种大视场图像中未知源定位算法。图像和目录中物体之间的角距离被用来寻找新的来源;然后我们处理候选者，以验证它们是否可能是新的未知天体。虽然在所研究的三个引力波源误差框中检测到了几个可能的候选者，但没有一个被确认为可行的对应物。该算法对大视场中的未知候选者识别是有效的，并为GW 150914、GW 170104和GW 170814提供了候选者。在GW发射后的0.6天内，对整个90%的GW 170814错误框进行了广泛的调查，导致绝对极限R星等为-23.8。这个强极限在很大程度上排除了一个可能的发射伽马射线暴与光学对应物与GW 170814。
2019-10-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
Spin-induced dynamical scalarization, de-scalarization and stealthness in scalar-Gauss-Bonnet gravity during black hole coalescence
标量场和高斯-邦纳不变量之间的特殊耦合导致黑洞的自发标量化。在这里，我们继续我们的工作模拟这种现象的背景下，二元黑洞系统。我们考虑一个负耦合的黑洞自旋在标量化过程中起着重要作用。我们发现两个主要现象：（i）动态标量化，其中最初标量化的黑洞形成未标量化的残余物，以及（ii）动态标量化，其中最初未标量化的黑洞的后期合并可以导致标量头发生长。后一种情况的一个重要后果是，由于标量场对引力波形的修改可能只发生在合并后，因为它的存在在整个螺旋过程中是隐藏的。然而，在足够强的耦合下，我们发现标量化可以在残余物形成之前发生。最后，我们讨论了广义相对论引力波检验的观测意义。
2022-05-12 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Magnetic fileds of coalescing neutron stars and the luminosity function of short gamma-ray burst
合并中子星双星被认为是地面引力波探测器最可靠的来源，也是短伽马射线暴的可能祖先。在并合过程中，中子星的磁场可以诱发有趣的观测现象，并影响引力波信号的形式。本文采用粒子数合成方法，在对中子星初始参数及其磁场演化的不同假设下，模拟了中子星合并过程中的磁场分布。讨论了磁化中子星双星合并前可能出现的电磁现象以及磁场对引力波信号的影响。我们发现，中子星初始磁场的对数正态分布（单位为高斯）与射电暴的观测性质一致，在对中子星磁场演化和初始参数的不同假设下，产生的磁场能量分布能充分描述观测到的短伽马射线暴的光度函数.这一协议进一步支持合并中子星双星作为伽马射线暴的祖先的模型。
2009-09-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Plasma-wave generation in a dynamic spacetime
我们提出了一种新的电磁发射机制，磁化，无力等离子体，这是由底层的动态时空的演变。特别是，发射的快磁声波和阿尔文波的发射功率和角分布分别确定。以前的数值模拟发生在磁化等离子体中的二元黑洞合并记录了大量的电磁辐射，除了准直射流，包括一个无法解释的，各向同性的组成部分，成为主要的合并。这就提出了对双黑洞系统进行多信使引力波和电磁观测的可能性。这里提出的机制提供了一个候选人的分析表征的数值结果，并结合以前了解的机制，如Blandford-Znajek过程和动力学运动驱动的辐射，使我们能够构建一个分类的不同的电磁辐射组件中看到的inspiral阶段的紧凑的二元聚结。
2016-02-05 astro-ph.HE gr-qc
Modeling dynamical ejecta from binary neutron star mergers and implications for electromagnetic counterparts
两颗中子星的并合除了发射引力波外，还会产生多种电磁信号。在这项工作中，我们结合了大量的数值相对论模拟不同的群体进行，我们提出了适合的质量，动能，和速度的动态喷出的物质。此外，我们评论喷出物的几何形状和组成，并讨论恒星的个别旋转的影响。导出的拟合可以用来近似的光度和光曲线的千新星（macronovae）和估计的无线电耀斑的主要属性。在GW检测的情况下，当质量的第一估计可用时，二元参数和EM信号之间的这种相关性允许近似可能的EM对应物。经过可能的kilonovae观测，我们的结果也可以用来限制数值相对论模拟所覆盖的参数空间的区域。
2016-12-12 astro-ph.HE gr-qc
Investigating the effect of sensitivity of KAGRA on sky localization of gravitational-wave sources from compact binary coalescences
The University of Tokyo（东京大学）；The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）
本文通过系统注入研究探讨KAGRA在LIGO-Virgo-KAGRA网络中对致密二体并合源的天空定位提升作用，分析其灵敏度变化对定位精度和探测率的影响。
2026-04-15 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Waves from Binary Black Hole Mergers Inside of Stars
我们提出了一个受控的数值实验的结果，研究恒星密度气体对双星黑洞（BBHs）合并和由此产生的引力波（GW）的影响。这项调查的动机是提出的恒星核心碎裂的BBH形成的情况和相关的可能性的电磁对应的BBH GW事件。我们采用完全数值相对论和广义相对论流体力学相结合的方法，在具有真实恒星密度的气体中建立了一个$30 + 30 M_\odot$ BBH模型（由GW 150914激发）。我们的研究结果表明，在密度$ρ\gtrsim 10^6 - 10^7 \, \mathrm{g \, cm}^{-3}$的BH和气体之间的动态摩擦改变的聚结动力学和GW的信号在一个明白无误的方式。我们发现，对于GW150914，LIGO观测最终排除了$ρ\gtrsim 10^7 \, \mathrm{g\,cm}^{-3}$恒星气体内部的BBH合并。大质量恒星坍缩核心的典型密度超过这个密度。这排除了形成GW 150914的碎片化情况。
2017-09-19 astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic counterparts to gravitational waves from black hole mergers and naked singularities
我们认为，在这里的问题是否建议电磁对应的引力波信号在二进制黑洞合并可能是由于一个'短命'裸奇点的外观合并过程中。我们指出，在合并过程中，时空的拓扑结构发生了变化，这可能导致裸奇点的出现。如果在黑洞系统的周围存在某种物质，其形式是一个小的吸积盘，那么在合并过程中发出的光度将允许区分裸奇点形成的情况和视界一直存在的情况。事实上，与"纯"黑洞的情况相反，在裸奇点形成的情况下，发射的光度谱要高得多。我们认为，这种瞬态裸奇点的存在将更容易解释合并过程中电磁对应物的高亮度。
2016-03-09 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Possible role of magnetic reconnection in the electromagnetic counterpart of binary black hole merger
我们提出了一个定性的方案来解释的引力波事件GW 150914的直接测量的激光干涉仪引力波天文台（LIGO）-处女座合作和硬$X$ -射线瞬变检测费米-伽马射线暴监视器（GBM）$0.4$秒后的争论之间的关联。在一个双星系统中，两个引力坍缩的物体带有不为零的电荷，在合并过程中发生的两个磁层的补偿，通过磁重联，产生了一个高度准直的相对论流出，变得光学薄，并在GBM视场中闪耀。我们建议，这一过程应被视为一个共同的在未来的联合引力/电磁探测，在中子星-中子星合并事件的情况下，可能会导致可检测的$X$ -或$γ$ -射线的前兆，或瞬态与，引力爆发。
2018-04-10 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Gravitational and electromagnetic emission by magnetized coalescing binary systems
讨论了在致密双星系统的并合过程中伴随引力波发射的电磁辐射的可能性。由于黑洞的配置与开放的磁场线沿旋转轴的存在，我们认为在系统中的磁偶极子，其演变导致（i）电磁辐射，和（ii）的引力辐射的贡献，两者的光度进行评估。从对磁星的观测出发，我们对磁星的电磁辐射和磁偶极子对引力波辐射的贡献都规定了上限。采用此模型的中子星双星的演变导致短伽马射线暴，我们比较了由电磁场的引力波发射的校正，发现它们是可比的特定值的磁场和双星系统的轨道半径。最后，我们计算了电磁波和引力波的能量输出，结果与某些值的磁场和半径。
2011-01-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Rapid model comparison of equations of state from gravitational wave observation of binary neutron star coalescences
中子中子星GW 170817合并的发现是引力波天文学领域的一个分水岭。在我们能够从这个发现中发现的丰富多样的信息中，有第一次对中子星半径的非电磁测量，以及冷核物质状态方程。它还导致了一个大型的状态方程模型选择研究重力波数据。在这些研究中，对每个候选状态方程模型进行贝叶斯嵌套抽样运行，以计算它们在引力波数据中的证据。这样的研究，虽然是无价的，但在计算上是昂贵的，并且对于任何新的模型都需要重复的、冗余的计算。我们提出了一种新的技术进行模型选择的状态方程在一个非常快速的方式（~分钟）的任何任意模型。我们测试这种技术对嵌套采样模型选择技术的结果发表的LIGO/Virgo合作，并表明，结果是在良好的协议与贝叶斯因子的中位数分数误差约为10%，其中我们假设，真正的贝叶斯因子计算在上述嵌套采样运行。我们发现，最高的分数误差发生在状态方程模型中，这些模型在后验分布中的支持度非常小，从而导致较大的统计不确定性。然后，我们使用这种方法结合多个双中子星合并计算状态方程模型之间的联合贝叶斯因子。这是通过堆叠单个事件的证据并从这些堆叠的证据中计算每对状态方程的贝叶斯因子来实现的。
2021-10-02 astro-ph.HE gr-qc
Emission Lines as a Tool in Search for Supermassive Black Hole Binaries and Recoiling Black Holes
探测并合前双星的电磁（EM）对应物对于我们理解这些系统的演化以及相关的吸积物理具有非常重要的意义。此外，从合并的超大质量黑洞双星（SBHB）中观测到的电磁波和引力波信号的组合将提供对红移和光度距离的独立测量，从而允许高精度的宇宙学测量。然而，这些物体的统计学上的重要样本尚未获得，并且通过观测发现它们已被证明是一项艰巨的任务。在这里，我们将讨论现有的观测证据，以及如何在合并之前和之后的SBHB的观测签名的理论理解的进一步进展，可以帮助在未来的搜索。
2009-09-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
Radioactively Powered Emission from Black Hole-Neutron Star Mergers
探测引力波（GW）源的电磁对应物对于揭示致密双星合并的本质具有重要意义。本文对黑洞-中子星合并过程中的放射性能量辐射进行了三维、多频、含时的辐射转移模拟。根据BH与NS的质量比，BH的自旋和致密物质的状态方程，BH-NS合并可以比NS-NS合并喷射更多的物质。在这种情况下，BH-NS合并喷出物的放射性能量发射可能比NS-NS合并更明亮。我们发现，尽管预计较大的距离BH-NS合并事件，观测到的亮度BH-NS合并可以媲美，甚至高于NS-NS合并。我们发现，当潮汐扰动的BH-NS合并喷出物被限制在一个小的立体角，从BH-NS合并喷出物的排放往往是蓝色的比从NS-NS合并喷出物为一个给定的总光度。由于这一性质，我们可能能够区分BH-NS合并事件从NS-NS合并事件的放射性供电发射的多波段观测。除了GW观测，这种电磁观测可能提供关于致密双星聚结性质的独立信息。
2013-10-10 astro-ph.HE gr-qc
On similarity of binary black hole gravitational-wave skymaps: to observe or to wait?
LIGO仪器探测到的第一个二元黑洞GW150914的定位估计与合作机构共享，以进行电磁跟踪。虽然源是一个紧凑的二元合并（CBC），但它首先是通过搜索未建模信号的算法来识别的，这产生了指导电磁观测的天空图。后来，CBC特定的算法产生了改进的版本，显示出显着的差异。在本文中，我们表明，这些差异不是偶然的，CBC和未建模的二元黑洞的天空图将经常是不同的，因此，我们提供了一种方法来确定是否观察电磁尽可能迅速（以下引力波检测），或等待，直到CBC天空图变得可用，如果他们不能在低延迟。我们还表明，不出所料，CBC算法可以产生更小的搜索区域。
2016-11-25 astro-ph.HE gr-qc
Premerger localization of intermediate mass binary black holes with LISA and prospects of joint observations with Athena and LSST
计划中的激光干涉空间天线（LISA）将能够探测质量范围为$\sim 10^{2} \mbox{-} 10^{4}\,M_{\odot}$至红移$z\sim20$的中等质量双星黑洞（IMBBH）的引力波。由于LISA围绕太阳的轨道运动产生的调制效应有助于精确的源合并前定位，这反过来又有助于电磁（EM）跟踪。在这项工作中，我们计算的不确定性，在天空中的位置，光度距离，并作为合并时间的函数合并的时间。对于代表性的质量的IMBBH，我们合成的人口的二进制统一定位和定向的半径为3 Gpc的球体上，并使用Fisher信息矩阵计算投影参数测量的不确定性。我们发现，对于总质量为$10^3\,M_{\odot}$的系统，在合并前一天，天空位置和光度距离的误差分别为$\sim 0.4\,\text{deg}^2$和$\sim 6\%$。聚结时间可以通过不确定性$\lesssim 10$秒（聚结前一天）来预测。我们还发现，对于$10^3\,M_{\odot}$，周围的$40\%$（$100\%$）的人口有一个源的本地化，是小于雅典娜（LSST）的视野合并前一天。这些极其精确的测量可以用来提醒地面GW探测器和EM望远镜有关这些合并的时间和位置。我们还讨论了机制，可能会产生EM发射IMBBH合并和研究其可探测性使用计划的遗产调查的空间和时间（LSST）在光学和雅典娜在X射线波段。电磁瞬态的检测可以为我们提供…
2022-11-18 astro-ph.HE gr-qc
ESO Expanding Horizons White Paper: Electromagnetic counterparts of massive BH mergers with LISA
LISA将通过探测大规模黑洞合并的电磁对应体，推动引力波天文学的新发展。
2025-12-23 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Dark Matter or Regular Matter in Neutron Stars? How to tell the difference from the coalescence of compact objects
本文基于镜像双希格斯模型，研究了致密星体中镜像物质与标准模型物质耦合的两种情形，发现混合镜像物质的中子星在二维质量-半径平面分布，且包含镜像中子星的双星系统具有更宽啁啾质量范围和不同Love关系，从而可通过引力波和X射线观测探测或限制镜像物质。
2022-11-16 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Dual Jets from Binary Black Holes
超大质量黑洞存在于大多数星系的中心，它们的漩涡是星系合并时的自然结果。这些系统的螺旋是极其重要的天体物理学作为巨大的引力波的生产者和在高能电磁事件中的可能作用。我们研究这样的二进制黑洞合并的影响下，外部磁场产生的预期circumbinary磁盘周围。求解爱因斯坦方程来描述时空，并使用无力的方法的电磁场和稀薄的等离子体，我们提出了可能的射流驱动这些系统的数值证据。扩展Blandford和Znajek描述的单个旋转黑洞的过程，出现的图像表明电磁场从轨道黑洞中提取能量，最终合并并进入标准的Blandford-Znajek场景。沿着双喷流和单喷流的排放预计可以在很远的距离上观察到。
2010-05-06 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Delayed outflows from black hole accretion tori following neutron star binary coalescence
中子星（NS）双星合并后的富中子物质的排出对于这些事件的放射性供电电磁对应物及其作为r-过程核合成源的相关性至关重要。在这里，我们通过二维、随时间变化的流体动力学模拟来探索在这种合并中形成的残余黑洞吸积盘的长期（粘性）演化。由于带电电流弱相互作用的电子分数的演变，包括在内，和中微子自辐射建模为灯泡，占磁盘的几何形状和适度的光学深度的影响。在几个粘滞时间（~1s）内，初始盘质量的一部分~10%以中等丰中子风（Y_e~0.2）的形式喷射出来，由粘滞加热和核复合提供动力，中微子自辐照起次要作用。虽然流出的性质随时间和方向而变化，但它们在重元素生产区的平均值对盘的初始条件及其粘度的大小的变化相对稳健。流出物是足够的中子丰富，大部分的喷出物形成重r-过程元素与质量数A> 130，因此代表一个新的天体物理来源的r-过程核合成，不同于在动态喷出物中产生的。由于其适度的高熵，盘流出物包含一小部分~1%的氦，这可能会产生独特的光谱特征。
2013-07-16 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Black holes and gravitational waves in models of minicharged dark matter
在微荷电暗物质的可行模型中，天体物理学上的黑洞可能在隐藏的$U(1)$对称性下带电，并由爱因斯坦-麦克斯韦理论的相同克尔-纽曼解正式描述。这些物体是微电荷暗物质和暗光子的独特探测器。我们表明，最近的引力波探测的二元黑洞合并的ALIGO提供了各种观测范围的黑洞的电荷，无论其性质。合并前的inspiral阶段可以用来限制（普通和暗）光子的偶极发射，而准正规模式的检测则为最终的黑洞的电荷设置了上限。通过使用一个玩具模型的点电荷陷入一个Reissner-Nordstrom黑洞，我们还表明，在动力学过程中的（隐藏）电磁准正规模式的最终对象被激发到相当大的幅度的引力波频谱时，黑洞是近极值。合并产生低频暗光子的爆发，这可能为这些场景中的黑洞合并提供可能的电磁对应物。
2020-03-25 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
