kiloHertz gravitational waves from binary neutron star remnants: time-domain model and constraints on extreme matter
中子星合并的残余恒星是预期的千赫兹引力波的响亮来源，它传达了极端密度下热物质状态方程的独特信息。对这种信号的观测受到地面干涉仪的光子散粒噪声的阻碍，并对引力波天文学提出了挑战。我们开发了一个分析的时域波形模型的合并后的信号告知数值相对论模拟。该模型完成了有效的单体波形准圆形nonspinning二进制在千赫制度。我们表明，基于模板的分析可以检测合并后的信号，最小的信噪比（SNR）为8，对应于GW 170817的第三代干涉仪的类似事件。使用贝叶斯模型选择和完整的inspiral-merge-postmerge波形模型，可以推断合并的结果是否是一个迅速崩溃的黑洞或残留的恒星。在后一种情况下，最大质量（最紧凑）的非旋转中子星的半径可以精确到千米。我们证明了利用数值相对论模拟推导出的准普适关系推断极端密度下状态方程刚度的可行性。
2020-01-20 astro-ph.HE gr-qc
Modeling the postmerger gravitational wave signal and extracting binary properties from future binary neutron star detections
引力波天文学在测量控制冷的超核物质的状态方程方面已经确立了它的作用。迄今为止，在不久的将来，对中子星双星的引力波测量很可能仅限于内螺旋。然而，未来的升级和下一代引力波探测器将使我们能够探测到两颗恒星合并后发出的引力波特征，当时的密度超过了单个中子星的密度。因此，合并后的引力波信号使超核物质的研究在其极限。为了支持这一系列的研究，我们提出了新的和更新的现象学的二元属性和特征的合并后的演变之间的关系。最值得注意的是，我们得到了一个更新的关系连接的质量加权潮汐变形和最大中子星质量的主要发射频率的合并后的频谱。与配置独立的贝叶斯分析，使用简化的洛伦兹模型函数的帮助下，我们发现，合并后残留物的主要发射频率，为$8$及以上的信噪比，可以提取在1西格玛的不确定性约为100 Hz的先进LIGO和先进处女座的设计灵敏度。在某些情况下，即使合并后信噪比为$4$也足以确定主要发射频率。这将使我们能够测量二进制和状态方程的属性从合并后，执行之间的一致性检查的不同部分的二进制中子星合并，并把我们的物理解释中子星合并的测试。
2019-07-04 astro-ph.HE gr-qc
Identifying thermal effects in neutron star merger remnants with model-agnostic waveform reconstructions and third-generation detectors
本研究通过BayesWave算法和Einstein Telescope探测不同热效应处理方式下双中子星并合后的引力波信号差异，发现自洽处理热效应对避免参数偏差至关重要。
2025-03-03 astro-ph.HE gr-qc
Accretion, Jets, and Recoil in a Merging Supermassive Black Hole Binary: A Prompt Electromagnetic Postmerger Counterpart for LISA
Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院）
该研究通过三维广义相对论磁流体模拟，发现并合超大质量双黑洞的反冲遗骸能产生持续数小时的瞬态电磁辐射，为LISA探测提供并合后对应体。
2026-09-10 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Modeling the complete gravitational wave spectrum of neutron star mergers
在中子星合并的背景下，我们使用数值相对论模拟研究合并残余物的引力波谱。合并后的光谱的特点是主峰频率$f_2$有关的特定结构和动力学的残余热超大质量中子星。我们发现，$f_2$是相关的潮汐耦合常数$κ^T_2$的特点，在后期的inspiral合并的二元潮汐相互作用。关系式$f_2(κ^T_2)$对二元总质量、质量比、状态方程和热效应的依赖很弱。这一观测结果开启了建立一个模型的可能性，该模型可以用来描述每一次合并的引力谱，并将后螺旋和后合并的描述统一起来。
2015-08-17 astro-ph.HE gr-qc
Using machine learning to parametrize postmerger signals from binary neutron stars
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（圆周理论物理研究所）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（阿尔伯特·爱因斯坦研究所））；University of Guelph（圭尔夫大学）
人们对探测和表征由双中子星合并后振荡产生的引力波越来越感兴趣。这些信号包含了关于残余物的性质以及合并后过程的高密度和不平衡物理学的信息，这将补充任何电磁信号。然而，双中子星合并后波形的构造比双黑洞复杂得多：（i）在中子星状态方程和高密度物理学的其他方面存在理论上的不确定性，（ii）数值模拟费用昂贵，现有的数值模拟只覆盖参数空间的一小部分，数值精度有限，以及（iii）不清楚如何将理论不确定性参数化并在参数空间内插。在这项工作中，我们描述了使用一种机器学习方法，称为条件变分自动编码器（CVAE），构建超/大质量中子星残留信号的数值相对论模拟的基础上合并后的模型。CVAE提供了一个概率模型，该模型将训练数据中的不确定性编码在一组潜在参数中。我们估计训练这样的模型最终将需要$\sim 10^4$波形。然而，使用合成训练波形作为原理证明，我们表明CVAE可以用作准确的生成模型，并且它以有用的潜在表示对状态方程进行编码。
2022-01-17 astro-ph.HE cs.LG gr-qc
Kilohertz Gravitational Waves From Binary Neutron Star Mergers: Numerical-relativity Informed Postmerger Model
我们提出了${\tt NRPMw}$，一个分析模型的引力波从中子星合并残留物通知使用618数值相对论（NR）模拟。${\tt NRPMw}$在频域中使用复数高斯小波的组合来设计。小波的参数校准状态方程（EOS）不敏感的关系从NR数据。NR模拟计算21 EOS（其中7个是有限温度的微物理模型，其中3个包含夸克相变或超子自由度）和跨度总二进制质量$M\in[2.4,3.4]~{\rm M}_\odot$，质量比高达$q=2$，（非旋进）无量纲自旋幅度高达${0.2}$。EOS不敏感的关系的理论不确定性被纳入${\tt NRPMw}$使用重新校准参数，提高了模型的灵活性和准确性。${\tt NRPMw}$是NR-忠实的，拟合因子${\gtrsim}0.9$是在102个模拟的独立验证集上计算的。
2022-05-18 astro-ph.HE gr-qc
Exploring properties of high-density matter through remnants of neutron-star mergers
中子星合并的残余物基本上是大质量的、热的、差速旋转的中子星，它们最初是强烈振荡的。它们代表了对高密度物质的独特探测，因为振荡可以通过引力波测量来检测，并且强烈依赖于状态方程。状态方程的影响在残余物的主导振荡模式的频率中是明显的。对于一个固定的总质量的双星，合并后的主要频率和非旋转中子星的半径之间存在着紧密的关系。因此，从观测上推断出合并后的主要频率，就可以确定中子星的半径，精确度可达几百米。通过考虑对称和非对称的二进制相同的啁啾质量，我们表明，知识的二进制质量比是不是关键的这种半径测量。总结了推导非自转中子星最大质量的各种可能性。我们澄清了合并后的引力波谱的三个最突出的特点的性质，并认为合并残留物可以被认为是一个单一的，孤立的，自引力的对象，可以描述的概念，asteroseismology。对形成引力波信号的不同机制的理解产生了引力波发射的物理动机分析模型，这可能构成基于模板的引力波数据分析的基础。我们探讨了两个家庭的紧凑型恒星，包括强子和夸克星的情况下观测的后果。我们发现，这种情况下留下了独特的印记合并后的引力波信号。特别是，一个强大的不连续性的占主导地位的合并后的频率作为总质量的函数将是一个强有力的指示两个家庭的紧凑型恒星。（节略）
2015-12-15 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Postmerger multimessenger analysis of binary neutron stars: Effect of the magnetic field strength and topology
本研究通过磁流体动力学模拟发现，磁场强度和拓扑显著影响双中子星并合后引力波频率及电磁辐射，强磁场可致残骸快速坍缩为黑洞并形成喷流。
2025-02-27 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Black-hole formation in binary neutron star mergers: The impact of spin on the prompt-collapse scenario
本文通过84次数值相对论模拟，揭示恒星自转如何影响双中子星并合在瞬时坍缩阈值附近的遗迹寿命、碎屑盘质量及黑洞形成机制。
2024-03-01 astro-ph.HE gr-qc
Ab-Initio General-Relativistic Neutrino-Radiation Hydrodynamics Simulations of Long-Lived Neutron Star Merger Remnants to Neutrino Cooling Timescales
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
研究通过广义相对论中中微子辐射流体动力学模拟，发现中微子冷却成为主导能量损失机制，揭示残骸在冷却过程中电子分数增加及稳定结构特征。
2025-12-01 astro-ph.HE gr-qc
Signatures of deconfined quark phases in binary neutron star mergers
本文研究了双中子星（BNS）并合中夸克的解除禁闭相变。我们采用一种新的有限温度组分依赖状态方程（EOS），考虑强子与退禁闭夸克之间的一级相变，对BNS并合进行了数值相对论模拟。由于相变导致的状态方程的软化导致合并残余物更紧凑，并在更早的时间坍缩成黑洞（BH）。相变是印在合并后的引力波（GW）信号的持续时间，振幅和峰值频率。然而，这种印记只有在有足够长的残留物的双星中才能检测到。此外，相变不会导致合并后GW峰值频率的准普遍关系的显着偏差。我们还研究了相变对动力学喷出物，剩余吸积盘质量，r-过程核合成产量和相关的电磁（EM）同行的影响。虽然在纯强子模型和具有相变的模型之间存在EM对应物和核合成产额的差异，但这些差异主要归因于两者之间的残余坍缩时间的差异。一个例外是非热余辉所造成的相互作用的最快的组件的动态喷出物和星际介质，这是有系统地推动与相变作为一个结果，他们的经验更加激烈的合并。
2021-10-07 astro-ph.HE gr-qc
Numerical relativity simulations of neutron star merger remnants using conservative mesh refinement
我们研究相等和不等质量的中子星合并通过新的数值相对论模拟，其中广义相对论流体动力学求解器采用的算法，保证质量守恒的计算网格的细化水平。我们考虑了八个具有总质量$M=2.7\,M_\odot$、质量比$q=1$和$q=1.16$、四个不同状态方程的二元组态，以及一个具有刚性状态方程的组态，$M=2.5M_\odot$和$q=1.5$ .我们着重于并合后的动力学，研究了并合残余物、动力学喷出物和并合后引力波谱。虽然大多数合并的残余物形成一个超大质量的中子星坍缩成一个黑洞+磁盘系统的动力学时标，刚性的EOS最终可以产生一个稳定的大质量中子星。喷出物主要在轨道平面周围发射;受到大质量比和较软EOS的青睐。合并后波谱的主要特征是残余物的非轴对称振荡。由$1.5M_\odot$和$1.0M_\odot$中子星组成的刚性物态方程组态显示出相当奇特的动力学。在合并过程中，伴星变形很大，约~ $\sim0.03M_\odot$的静止质量由于力矩而脱离潮汐尾，合并残余物形成稳定的中子星，周围是一个巨大的吸积盘$\sim0.3M_\odot$。类似的配置可能对电磁对应物特别感兴趣。比较有和没有保守的网格细化算法得到的结果，我们发现，合并后的模拟可能会受到系统误差的影响，如果没有强制执行的网格细化策略中的质量守恒。然而，质量守恒还取决于网格细节和人工大气设置。[删节]
2015-04-06 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
What can we learn about the unstable equation-of-state branch from neutron-star mergers?
本文通过25次覆盖多种EOS的双中子星并合数值相对论模拟，评估并合后引力波或电磁观测能否探测最大质量密度以上的不稳定EOS分支，结果表明当前及下一代探测器均难以实现。
2023-11-08 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Dependence of postmerger properties on the thermal heating efficiency in neutron star mergers
本研究通过数值相对论模拟，系统变化热指数，发现其显著影响中子星并合后的残骸结局、抛射质量及引力波主峰频率，并给普适关系带来热不确定性。
2025-07-09 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Long-lived neutron-star remnants from asymmetric binary neutron star mergers: element formation, kilonova signals and gravitational waves
本研究通过三维广义相对论模拟非对称双中子星并合，揭示长寿命残骸的动力学、r-过程元素形成及千新星与引力波多信使信号。
2025-07-11 astro-ph.HE gr-qc
Impact of quark deconfinement in neutron star mergers and hybrid star mergers
我们描述了一个明确的引力波签名，以确定发生强相变从强子物质到解除夸克物质的中子星合并。这样的相变导致状态方程的强烈软化，因此与纯强子模型相比，合并残余物更紧凑。如果在合并过程中发生相变，这将导致合并后的主要引力波频率相对于潮汐变形特性的inspiral阶段的特征增加。通过比较不同的纯强子和混合模型的结果，我们表明，一个强大的相变可以确定从一个单一的，同时测量前和合并后的引力波。此外，我们提出了新的结果混合星合并，其中包含夸克物质已经在螺旋阶段。此外，对于这些系统，我们发现，合并后的GW频率增加相比，纯粹的强子模型。因此，我们的结论是，也混合星合并的强子-夸克相变在相对较低的密度开始可能会导致非常相同的特征签名的夸克解除禁闭在合并后的GW信号的系统在合并过程中经历的相变。
2020-06-29 astro-ph.HE hep-ph
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
Binary neutron star mergers in Einstein-scalar-Gauss-Bonnet gravity
相对于其他已知的天体物理学通道，中子星双星合并可能导致质量较小的黑洞，与质量较大的紧凑天体双星相比，它有可能探测在较小曲率尺度下出现的对广义相对论的修改。作为这方面的一个代表性例子，在这里，我们研究了双中子星合并在移位对称爱因斯坦标量高斯Bonnet引力使用完整的，非微扰演化方程的演变。我们发现，即使在大的修正重力耦合值（如预期的那样，中子星在这个理论中没有标量电荷）的影响是小的。然而，合并后可能会有强烈的标量效应，包括辐射。当黑洞形成时，它会产生标量电荷，影响振铃引力波信号。在一个较长寿命的残留恒星持续合并后的情况下，我们发现，类似的黑洞形成的情况下，恒星源的标量辐射水平的振荡。在残留的恒星，我们进一步发现，在耦合值相当于最大值的黑洞解的相同质量的存在，有显着的非线性增强的标量场，如果足够大，导致崩溃的演变，似乎是由于损失的双曲性的基本方程。
2022-11-28 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Probing Extreme-Density Matter with Gravitational Wave Observations of Binary Neutron Star Merger Remnants
我们提出了一个概念验证的研究，基于数值相对论模拟，如何从中子星合并残余物的引力波（GW）可以探测物质的性质在极端密度。相变和额外的自由度可以出现在密度超过那些达到在inspiral期间，并通常导致软化的状态方程（EOS）。我们表明，这种物理效应改变了残留物演化的定性动力学，但它们不能识别为GW频率中的签名，除了可能的黑洞形成效应。相反，EOS软化被编码在GW光度和相位中，并且原则上可以用先进的探测器探测到高达几个Mpcs的距离，并且可以用第三代探测器探测到高达数百个Mpcs的距离。探测极端密度物质将需要超越当前的范式，并制定一个更全面的战略来建模和分析合并后的GW信号。
2017-06-03 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Numerical Relativity Simulations of the Neutron Star Merger GW170817: Long-Term Remnant Evolutions, Winds, Remnant Disks, and Nucleosynthesis
我们提出了一个系统的数值相对论研究的动力学喷出物，风和核合成的中子星合并残留物。用近似中微子输运和磁流体湍流亚网格模型模拟了与GW 170817兼容的啁啾质量、不同质量比和五个微物理状态方程的双星，并在100毫秒内进行了磁流体湍流模拟.螺旋密度波从中子星遗迹传播到磁盘触发风与质量通量${\sim}0.1{-}0.5\,{\rm M_\odot/s}$持续整个模拟，只要遗迹不崩溃的黑洞。这种风具有平均电子分数$\gtrsim 0.3$和平均速度${\sim}0.1-0.17\,$ c，因此是产生弱$r$过程元素（质量数$A<195$）的场所。围绕着长寿命残留物的尘埃具有质量${\sim}0.1{-}0.2\,{\rm M_\odot}$，温度在靠近内缘的地方达到$\lesssim10\,$ MeV的峰值，并且由于激波在盘中传播而导致熵的特征双峰分布。在我们有针对性的模拟计算的动力学和螺旋波喷出物是不兼容的AT2017gfo使用两个组件kilonova模型推断。相反，他们指出，包括盘风在内的多分量kilonova模型对于解释AT2017gfo是必要的。核合成相结合的动力喷出物和螺旋波风在相当质量的长寿命合并强劲占所有的$r$过程的峰值，从质量数${\sim}75$的锕系元素的太阳丰度。总丰度对物态方程的依赖性较弱，而质量比影响第一峰元素的产生。
2020-08-12 astro-ph.HE gr-qc
Constraining the onset density of the hadron-quark phase transition with gravitational-wave observations
利用流体动力学模拟方法研究了中子星双星合并过程中可能发生的强子-夸克相变。在前人工作的基础上，我们描述了中子星双星合并的引力波（GW）信号中的退禁闭夸克物质的一个明确的和可测量的特征，包括不同总双星质量的等质量和不等质量系统。在较高密度的PT，即合并后，软化的EoS，导致一个特征性的增加占主导地位的合并后GW频率f_peak相对于潮汐变形λ推断在合并前inspiral阶段。因此，测量这种合并后频率的增加提供了证据的存在一个强大的PT。如果合并后的频率和潮汐变形性与纯重子EoS模型的结果相一致，则f_peak和Lambda之间的关系非常紧密，在一定密度下可以排除强PT。我们发现，在早期合并后残留物的演化过程中，f_peak和Lambda与最大密度密切相关。因此，这些GW观测信息的密度状况，这是探测的残留物和它的GW排放。利用这种关系，我们设计了一个直接适用的，具体的程序来约束的QCD PT从未来的GW测量的起始密度。我们指出了两个有趣的情况：如果没有迹象表明PT从GW检测推断，我们的程序产生的强子夸克PT的起始密度的下限。相反，如果一个合并事件揭示了退禁闭夸克物质发生的证据，推断的GW参数设置的PT发病密度的上限。（节略）
2020-11-20 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Identifying a first-order phase transition in neutron star mergers through gravitational waves
我们确定了一个可观察到的印记一级强子夸克相变在超核密度的引力波（GW）发射的中子星合并。具体来说，我们表明，占主导地位的postmerge GW频率f_peak可能会表现出显着的偏离f_peak和潮汐变形性之间的经验关系，如果一个强大的一阶相变导致形成的引力稳定的扩展夸克物质核心的postmerge残余。从一个大的，有代表性的样品的微物理，纯强子状态方程的GW签名的比较表明，这种印记只观察到在这些系统中进行了强烈的一阶相变。未来的GW观测可以揭示合并后GW频率的这种变化，这将为中子星内部存在强烈的一级相变提供证据。
2019-01-16 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Thermal Effects in Binary Neutron Star Mergers
本文通过数值相对论模拟研究了双中子星合并中的有限温度效应，发现增加比热会使合并残骸更冷更致密，并利用贝叶斯分析证明该效应在下一代观测器信噪比为15时可被测量。
2023-07-10 astro-ph.HE gr-qc
Prospects for Direct Detection of Black Hole Formation in Neutron Star Mergers with Next-Generation Gravitational-Wave Detectors
本文通过190个数值相对论模拟研究中子星并合后黑洞形成的引力波特征，发现黑洞形成遗迹在高频段表现出过量功率和准正则振铃，并展示了下一代探测器在100 Mpc距离内直接探测黑洞形成的前景。
2024-06-26 astro-ph.HE gr-qc
Revealing Phase Transition in Dense Matter with Gravitational Wave Spectroscopy of Binary Neutron Star Mergers
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
通过双中子星并合引力波频谱学探测高密度去束缚相变，利用引力波模式信噪比约束能量密度间隙。
2023-01-09 astro-ph.HE gr-qc
Cooling binary neutron star remnants via nucleon-nucleon-axion bremsstrahlung
QCD轴子是由粒子物理的强CP问题激发的一种假想粒子。可以推断它存在的主要方法之一是通过它作为恒星中额外的冷却通道的功能，其中一些最强的限制来自超新星SN 1987 A的观测。对双中子星合并（如GW 170817，AT 2017 gfo和GRB 170817 A）的多信使观测可能提供另一种可以获得这种约束的情况。特别是，轴子可能会改变生命周期、物质喷射和合并后残余物发出的引力波信号。在这篇文章中，我们进行了数值相对论模拟的二元中子星合并，包括核子-核子-轴子韧致辐射的唯象描述量化的影响，这样的冷却通道的动力学演化。虽然我们的模拟显示了合并残余物的温度分布的差异，但通过核子-核子-轴子韧致辐射对发射的引力波信号和喷出物质量的影响太小，无法通过当前或未来计划的探测器改善对轴子质量的限制。虽然我们考虑了有限数量的情况下，和一个简化的冷却模型，这些广泛代表了“最好的情况”的情况下，因此，更彻底的调查是不可能改变的结论，至少对于这个特定的相互作用通道。
2019-09-03 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Tight bound on neutron-star radius with quasiperiodic oscillations in short gamma-ray bursts
University of Virginia（弗吉尼亚大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；NASA/GSFC（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；Center for Research and Exploration in Space Science and Technology, NASA/GSFC（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心空间科学与技术研究探索中心）；UFABC（巴西联邦 ABC 大学）
通过分析短伽马射线暴中的准周期振荡，研究者利用贝叶斯框架推断中子星质量-半径关系，得出质量1.4倍太阳质量的中子星半径界限。
2025-03-17 astro-ph.HE gr-qc
Measuring the mass function of isolated stellar remnants with gravitational microlensing. I. Revisiting the OGLE-III dark lens candidates
引力微透镜可以探测到黑暗的恒星残骸--黑洞或中子星--即使它们是孤立的。然而，这是具有挑战性的估计质量孤立的暗恒星遗迹，仅使用光度数据的微透镜事件。最近对OGLE-III长时间尺度微透镜事件的分析显示了年度视差效应，声称许多明亮的事件是由于“质量间隙”物体（质量介于中子星和黑洞之间）。在这里，我们提出了一个更新和校正的方法，可用于估计质量的黑暗恒星残留物中检测到的微透镜事件给定的光变曲线数据和源的自行车的详细描述。我们使用这种更新的方法，结合来自盖亚EDR 3的新自行，来修改之前在OGLE-III数据中发现的暗遗迹候选者的质量。我们证明，在以前的工作中确定的“质量差距”和黑洞事件的质量被高估，因此，这些对象是最有可能的主序星，白矮星，或中子星。
2021-07-29 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
A population of isolated hard X-ray sources near the supernova remnant Kes 69
最近对超新星遗迹IC 443与分子云相互作用的X射线观测表明，存在与遗迹本身有关的新的硬X射线源，这被解释为在致密环境中快速传播的喷出物碎片。在这些研究的基础上，我们获得了超新星遗迹Kes 69的深度{ \sl XMM-牛顿}观测，它也显示了激波-云相互作用的迹象。我们报告的18个硬X射线源在该领域的Kes 69，一个显着超过预期的银河系源人口的领域，空间相关的CO排放的云在残留环境中的检测。18个源中的3个源的光谱可以描述为光子指数<2的硬幂律加上与K壳层跃迁相关的线发射。我们讨论了两个最有前途的方案的解释的来源，即快速喷出物碎片（如在IC 443）和灾难性的变量。虽然大多数观察证据与前一种解释一致，但我们不能排除后者。
2012-04-16 astro-ph.HE
Thermal behavior as indicator for hyperons in binary neutron star merger remnants
本研究首次全面量化中子星并合中超子的影响，发现有限温度增强超子产生并降低压力，导致并合后引力波频率增加约150赫兹，为探测高密度物质中的超子提供了新途径。
2024-02-08 astro-ph.HE nucl-th
Exploring thermal effects of the hadron-quark matter transition in neutron star mergers
本文提出一种补充冷混合EoS的有限温度热效应近似方案，揭示温度相关相边界显著影响NS并合后动力学与引力波信号。
2023-09-29 astro-ph.HE
Directed searches for continuous gravitational waves from twelve supernova remnants in data from Advanced LIGO's second observing run
我们描述了连续引力波从12个以及本地化的非脉冲候选中子星在年轻的超新星遗迹使用先进的LIGO的第二次观测运行的数据直接搜索。我们假设每一颗中子星都是孤立的，并在15 - 150赫兹的频段内搜索，这与已知年轻中子星的预期频率一致。在使用F统计量和基于数据的否决对12.0到55.9天的数据进行连贯整合后，我们没有发现天体物理信号的证据。在某些情况下，我们设定了内在引力波振幅的上限，大于10^{-25}，通常比Advanced LIGO第一次观测的相同物体的上限高出两倍。
2020-03-30 astro-ph.HE gr-qc
Accurate muonic interactions in neutron star mergers and impact on heavy-element nucleosynthesis
本文开展含五种中微子及 μ 子 β 过程的 BNS 并合广义相对论输运模拟，揭示 μ 子相互作用改变冷却、抛射物性质与 r 过程元素产额。
2025-05-15 astro-ph.HE gr-qc
Magnetic amplification in premerger neutron stars through resonance-induced magnetorotational instabilities
本研究发现双中子星并合前的潮汐共振可通过磁旋转不稳定性在恒星壳层生成强磁场，为伽马射线前兆耀发及并合后遗迹磁能提供解释。
2024-05-15 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Numerical simulations of black hole-neutron star mergers with equal and near-equal mass ratios
University of Potsdam（波茨坦大学）；University of Ferrara（费拉拉大学）；INFN, Sezione di Ferrara（意大利国家核物理研究所费拉拉分部）；INAF, Osservatorio Astronomico d’Abruzzo（意大利国家天体物理研究所阿布鲁佐天文台）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））
研究通过数值模拟探索质量比接近相等的黑洞-中子星合并，发现引力波模型与数值结果存在相位差，残余盘结构及千新星发射的预测具有不同精度。
2026-01-27 astro-ph.HE gr-qc
Discriminating Strange Star Mergers from Neutron Star Mergers by Gravitational-Wave Measurements
我们进行三维相对论流体动力学模拟的奇怪的恒星（SS）的合并，并探讨可能性，以决定通过引力波（GW）测量的奇怪的物质假说。奇异夸克物质（SQM）和通常更致密的恒星的自结合产生了将SS与中子星（NS）合并明显区分开来的特征，例如在夸克星暴跌期间阻碍潮汐破坏。此外，而不是在NS合并的情况下，在残余物周围形成稀释晕，SS合并的结果在一个差异旋转的超大质量物体与尖锐的表面层包围的几何薄，cluerous高密度SQM盘。我们还研究了包括非零温度状态方程（EOS）在NS和SS合并模拟的重要性。在这两种情况下，我们都发现了动力学和聚结结果对热效应的关键敏感性，例如，确定了外层残骸结构和致密残骸核到黑洞坍缩的延迟时间。为了对GW信号进行比较和分类，我们使用了一些特征量，如inspiral期间的最大频率或合并后残留物振荡的主导频率。一般来说，这些频率较高的SS合并。如果没有，GW光度谱的附加特征可能有助于区分不同类型的聚结事件。因此，未来的GW测量可能有助于确定SQM星的存在。（节略）
2010-01-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
Hyperonic degrees of freedom in binary neutron star mergers
本文通过大量包含超子的状态方程模拟双中子星并合，揭示热超子对并合后引力波频率、残余温度、抛射质量和黑洞瞬时坍缩阈值的系统影响。
2025-07-24 astro-ph.HE nucl-th
A New Moment-Based General-Relativistic Neutrino-Radiation Transport Code: Methods and First Applications to Neutron Star Mergers
本文提出一种基于矩的广义相对论中微子输运代码，首次在所有阶数包含多普勒效应，通过测试验证，并用于中子星并合模拟，证实其稳健性，为未来研究奠定基础。
2023-05-09 astro-ph.HE gr-qc
Calibration of neutron star natal kick velocities to isolated pulsar observations
目前的处方超新星出生踢快速二进制人口合成模拟的基础上，适合简单的功能，单脉冲星速度数据。我们探讨了一个新的参数化的出生踢收到的中子星在孤立的和由Mandel和Müller开发的二元系统，这是基于一维和三维超新星模拟和占祖属性，残余质量和踢速度之间的物理相关性。我们约束两个自由参数在这个模型中使用很长的基线干涉测量速度测量的银河系单星系。我们发现，推断值的出生踢参数没有显着不同的单一和二元演化方案。这些参数的最佳拟合值是$v_{\rm ns} = 520$ km s $^{-1}$的缩放前因子的中子星踢，和$σ_{\rm ns}=0.3$的分数随机散射的踢速度。
2023-02-28 astro-ph.HE gr-qc
Optical and X-ray observations of candidate isolated neutron stars in the G315.4-2.3 SNR
G315.4-2.3是一颗年轻的银河系超新星遗迹，其是否为II型超新星爆发遗迹一直存在争议。特别是，最近的多波长观测表明它是Ia型SN的结果，基于SNR壳层的光谱和缺乏致密的恒星残骸。然而，两个X射线源，一个由爱因斯坦和ROSAT探测到（源V），另一个由钱德拉探测到（源N），被认为是可能的孤立中子星候选者。在这两种情况下，没有明确的光学识别，因此，我们进行了光学和X射线研究，以确定这两个来源的性质。根据钱德拉天体测量，源V与一颗明亮的V~14星有关，这是根据不太精确的ROSAT位置提出的。同样，从VLT的档案观测中，我们发现源N与一颗相对明亮的恒星（$V=20.14 $）有关。这些可能的鉴定表明，这两个X射线源不可能是孤立的中子星。
2012-06-28 astro-ph.HE
The role of supernova convection for the lower mass gap in the isolated binary formation of gravitational wave sources
理解涉及紧凑物体的天体物理现象需要深入了解核心坍缩超新星（SNe）背后的引擎和大质量恒星坍缩的命运。特别是，这一见解是至关重要的发展的起源和形成渠道的BH-BH，BH-NS和NS-NS合并检测到的人口的理解。为了获得这种理解，我们必须将我们目前对前SN恒星性质及其潜在爆炸的知识与最终的NS或BH质量分布联系起来。对流增长的时间尺度可能对SN爆炸的强度有很大的影响，因此也对恒星残余物的质量分布。在这项研究中，我们采用了新的公式之间的关系pre-SN星的性质和它的残余从弗赖尔等人。2022到StarTrack人口合成代码，并检查它们如何影响双紧凑对象（DCO）合并形成通过孤立的二进制演化。新的公式给出了一个能力，以测试对流增长时间的假设范围很广。特别地，不同的变体允许在具有深的较低质量间隙与由大质量NS和低质量BH填充的剩余质量分布之间的平滑过渡。在本文中，我们提出的质量分布，质量比和本地合并率密度的DCO合并的新的残余质量公式的不同变体。我们用不同的方法对其他高度不确定的过程进行测试。我们发现，当m_1+m_2 < 35 Msun时，DCO并合的质量分布对SN对流增长时间尺度的假设是敏感的。在两个极端的测试变量之间，在较低的质量间隙内形成致密物体的概率可能相差高达2个数量级。对于我们的标准传质稳定性准则，SN模型对DCO合并器的质量比分布有显著影响。
2022-08-19 astro-ph.HE
Dynamical mass ejection from black hole-neutron star binaries
利用相对论数值模拟方法研究了黑洞-中子星双星并合过程中动态喷射物质的性质。系统地研究了双星质量比、黑洞自旋和中子星物质状态方程对喷出物性质的影响。动力学物质抛射主要由潮汐力矩驱动，并且抛射物比双中子星合并的抛射物具有更大的各向异性。特别是，动力喷射物集中在轨道平面周围，半张角为10- 20度，通常只扫过一半平面。典型情况下，喷出物质量可达~0.1M_sun，速度为亚相对论性，约为0.2- 0.3c。对于较大的二元质量比值，即，黑洞的质量越大。残留的黑洞-盘系统由于喷出物的线动量而获得O（100）km/s的反冲速度，并且这很容易支配由于引力辐射而产生的反冲速度。还研究了合并后物质的结构、动力学喷出物的速度分布、回落率和引力波。我们还讨论了喷出物各向异性对电磁同行的影响，特别是macronova/kilonova和同步辐射无线电发射，开发分析模型。
2015-08-19 astro-ph.HE gr-qc
ROXAS: a new pseudospectral non-linear code for general relativistic oscillations of fast rotating isolated neutron stars
为给双中子星并合遗迹的kHz频段引力波探测提供振荡模式预测，研究团队开发了基于伪谱方法的轻量代码ROXAS，可模拟快速刚性旋转孤立中子星的振荡，能追踪恒星表面，结果与半解析方法吻合。
2024-10-22 astro-ph.HE gr-qc
On the Diversity of Compact Objects within Supernova Remnants II: Energy Loss Mechanisms
孤立中子星的能量损失通常归因于真空中旋转的点状磁偶极子发射的电磁辐射。这种发射机制预言了一个制动指数$n=3$，这在高磁化中子星中是没有观察到的。尽管如此，偶极场和快速早期旋转的假设通常是先验的，通常会导致特征年龄和相关超新星遗迹（SNR）年龄之间的差异。我们专注于中子星的“异常”磁场，已建立信噪比协会和已知的年龄。异常X射线源（AXP）和软伽马重复源（SGR）通常用磁星模型来描述，该模型假定由发电机作用建立的大磁场。强磁场天体（HBP）有非常大的磁场，刚好在QED尺度之上（但低于AXP和SGR），而中央致密天体（CCO）可能有埋藏的磁场，这些磁场将在未来作为新生磁星出现。在本系列的第一部分中，我们研究了磁场增长作为一种通过演化将CCO与HBP和X射线暗隔离中子星（XDINS）结合起来的方法。在这项工作中，我们限制这些中子星的特征年龄使用相关的SNR年龄的各种能量损失机制，并允许任意的初始自旋周期。除了SNR年龄，我们还利用观测到的制动指数和X射线光度来约束模型。
2016-10-15 astro-ph.HE
Relativistic Simulations of Eccentric Binary Neutron Star Mergers: One-arm Spiral Instability and Effects of Neutron Star Spin
我们进行广义相对论流体动力学模拟的动态捕获双中子星合并，强调的作用所发挥的中子星自旋。动力学捕获合并可能发生在球状星团，以及其他致密的恒星系统，其中大多数中子星有大的自旋。我们发现合并的结果作为初始中子星自旋的函数的显着变化。对于自旋与轨道角动量一致的情况，剩余超大质量中子星中额外的离心支撑可以防止迅速坍缩成黑洞，而对于不一致的情况，减小的总角动量可以促进坍缩成黑洞。我们发现，即使是中等的自旋可以显着增加喷射物质的量，包括未绑定的速度大于光速的一半，导致更明亮的电磁签名与千新星和相互作用的喷出物与星际介质。此外，我们发现，初始中子星自旋可以强烈地影响已经丰富的现象，在合并后的引力波签名所产生的超大质量中子星的振荡模式。在我们的几个模拟中，由此产生的超大质量中子星发展出单臂（$m=1$）螺旋不稳定性，最明显的情况是那些小但不可忽略的中子星自旋。对于长寿的超大质量中子星，这种不稳定性的存在导致通过引力波探测这些事件的前景得到改善，从而可能提供有关中子星状态方程的信息。
2016-01-13 astro-ph.HE gr-qc
Population synthesis of young isolated neutron stars: the effect of fallback disk accretion and magnetic field evolution
孤立中子星的自旋演化受其磁场的控制。测量的年轻NS的制动指数表明，由于磁偶极子辐射与恒定磁场的自旋下降机制是不够的。假设NS磁场被超新星回落物质掩埋，吸积停止后重新出现，我们对年轻NS的演化进行了蒙特卡罗模拟，结果表明，大多数年轻NS的制动指数在-1到3之间。这一结果与超新星遗迹相关的NS的观测数据是一致的。它们还表明，NS的初始自旋周期可能占据一个相对较宽的范围。
2013-08-14 astro-ph.HE
Isolated Neutron Stars
本文以观测为导向综述了孤立中子星的分类，涵盖从旋转供能脉冲星到磁星等各类性质，并指出跨类源指向大统一。
2023-11-14 astro-ph.HE
The zoo of isolated neutron stars
本文综述射电脉冲星、磁星、邻近冷却中子星和快速射电暴源等孤立中子星类型，结合长周期脉冲星发现，探讨磁旋转演化、磁场衰减及与回落物质相互作用模型。
2023-06-03 astro-ph.HE
Modelling the formation of the first two neutron star-black hole mergers, GW200105 and GW200115: metallicity, chirp masses and merger remnant spins
这两颗中子星-黑洞合并（GW 200105和GW 200115）是由先进的LIGO和Virgo在引力波中观测到的，标志着自然界中首次发现此类双星。我们利用粒子数合成网格模型，通过孤立双星演化研究了这两个中子星-黑洞系统。利用双星的质量和自旋观测（啁啾质量、有效自旋和剩余自旋），我们探讨了它们在不同金属丰度环境中不同的可能形成通道。我们的模型仅在假设黑洞不旋转时支持LIGO数据。我们的研究结果表明，强烈的偏好，GW 200105和GW 200115形成的恒星与亚太阳金属丰度$Z\lesssim 0.005$。只有两个富金属（$Z=0.02$）模型与GW 200115一致。我们还发现，啁啾质量和剩余自旋共同帮助约束模型，而有效的自旋参数不添加任何进一步的信息。我们还提出了可观察到的（即后选择效应）的中位数值的自旋和质量分布从我们的所有模型，这可能会被用作参考，为未来的合并。此外，我们发现剩余自旋参数分布在不同的中子星-黑洞子群体中表现出不同的特征。我们发现，非旋转的，第一个出生的黑洞占主导地位的合并显着的中子星-黑洞人口，确保电磁同行这样的合并是罕见的事情。
2022-05-05 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Statistical ages and the cooling rate of X-ray dim isolated neutron stars
中子星的冷却理论通过与双星系统中热发射孤立中子星和吸积中子星的观测结果的比较得到了证实。这种分析的一个重要因素是对象的年龄，通常从自旋下降历史中获得。如果物体的磁场随时间发生明显变化，那么这个年龄是高度不确定的。其他的年龄估算方法，如超新星遗迹年龄和运动学年龄，只适用于极少数的中子星。我们对附近孤立的热辐射体进行了总体综合研究，并从这些天体的观测光度函数中统计获得了它们的年龄。我们认为，一个更敏感的盲目扫描的星系盘与即将到来的太空望远镜可以帮助限制年龄更高的精度。
2013-08-12 astro-ph.HE
Fingerprints of binary black hole formation channels encoded in the mass and spin of merger remnants
双黑洞（BBH）被认为是在不同的环境中形成的，包括银河场和（球状，核，年轻和开放）星团。在这里，我们提出了一种方法来估计与这些不同的环境相关的主要BBH形成渠道的指纹。我们发现，在本地宇宙中的星系的金属丰度分布以及合并形成的领域或星团的相对数量决定的BBH人口的主要属性。我们的基准模型预测，迄今为止最重的合并，GW 170729，起源于一个密集的星团，可能是一个星系核，经历了2- 3次合并事件的祖先。该模型预测，在局部宇宙中，100个BBH合并中至少有一个合并残留物的质量为$90 < M_{\rm rem}/ {\rm ~M}_\odot \leq{} 110$，一千个中有一个可以达到$M_{\rm rem} \gtrsim 250$ M $_\odot$的质量。这样的大质量黑洞将在恒星质量和中等质量黑洞之间架起一座桥梁。低质量和高质量BBH的相对数量可以帮助我们解开不同形成通道的指纹。基于我们模型的假设，我们预计，如果整个BBH人口的$\sim 70\%$有残余质量$<50$ M $_\odot$，而$\gtrsim{}6$ \%的残余质量$>75$ M $_\odot$指向一个显着的动态形成的BBH双星的子人口的BBH合并形成的主要渠道。
2020-04-09 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Neutron-star radius constraints from GW170817 and future detections
介绍了一种新的、强有力的方法来约束中子星（NS）的性质。我们表明，GW 170817的总质量提供了一个可靠的约束恒星半径，如果合并没有导致迅速崩溃的解释所建议的相关电磁辐射。质量为1.6 M_sun的非旋转NS的半径R1.6可以被限制为大于10.68 - 0.04 ^{+0.15} km，非旋转最大质量位形的半径Rmax必须大于9.60 - 0.03 ^{+0.14} km。我们指出，未来事件的检测将进一步改善这些约束。此外，我们还表明，未来的事件与一个迅速崩溃的合并残留物的签名将建立更强的约束NS半径从上面和最大质量M_max的NS从上面。这些约束是特别鲁棒的，因为它们只需要测量啁啾质量和合并残余物的即时和延迟坍缩之间的区别，这可以从电磁信号或甚至从衰荡引力波（GW）信号的存在/不存在推断。这一前景加强了我们的新方法的情况下，约束NS属性，这是直接适用于未来的GW事件与伴随的电磁对应观测。我们强调，这个过程是一个新的方式约束NS半径GW检测独立于现有的努力，推断半径信息的后期inspiral阶段或合并后的振荡，它不需要特别响亮的GW事件。
2017-11-09 astro-ph.HE nucl-th
Great Impostors: Extremely Compact, Merging Binary Neutron Stars in the Mass Gap Posing as Binary Black Holes
如果单个致密伴星的质量落在所谓的$3-5\ M_\odot$的质量隙内，那么我们能区分正在合并的双黑洞和双中子星吗？对于中子星，实现这样的质量通常需要极端的紧凑性，在这项工作中，我们提出的初始数据和演化的二进制中子星最初在quasiequilibrium圆形轨道具有紧凑性$C=0.336$。它们是迄今为止构造和演化的最紧凑、非真空、准平衡的双星，包括玻色子星。所达到的紧凑性仅略小于由因果关系所强加的最大可能性$C_{\rm max}=0.355$，它要求声速小于光速。通过比较从螺旋晚期到合并和合并后阶段的引力波形，我们确定了用于区分它们的具体测量结果。在这样的致密程度下，双中子星直到合并之前都不会出现潮汐分裂，因此在共同的核心形成之前就开始了迅速的坍缩。在我们的模拟的准确性，从这两个双星的黑洞残余物表现出振铃辐射，是无法区分的扰动克尔时空。然而，它们的螺旋导致相位差的数量级$\sim 5$拉德超过$\sim 81$公里的分离（1.7轨道），而典型的中子星表现出相位差的$\geq 20$拉德。虽然$\sim 5$ rad的差可以通过当前的引力波激光干涉仪（例如，aLIGO/Virgo），单个质量和自旋的不确定性可能会阻止区分这种紧凑的大质量中子星和黑洞。
2020-02-26 astro-ph.HE gr-qc
