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
Equation of state constraints from the threshold binary mass for prompt collapse of neutron star mergers
利用流体动力学方法对一组高密度物质状态方程（EoS）进行模拟，系统地确定了等质量非对称中子星（NS）合并中瞬发黑洞形成的阈值质量M_thres.我们设计了迄今为止最直接、最一般、最精确的方法，从揭示M_thres的合并观测中确定未知的非旋转NS的最大质量。考虑到强子-夸克相变的混合EOS，我们在NS合并中发现了一个新的、可观察到的夸克物质的特征。此外，我们的研究结果有直接的应用在引力波搜索，kilonova解释和多信使约束NS属性。
2020-10-06 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Effects of hyperons in binary neutron star mergers
首次在完全广义相对论下，采用核子和超音速有限温度状态方程（EOS）和中微子冷却对中子星并合进行了数值模拟.研究发现，即使在超子状态方程下，在典型的总质量为\bigodot $\approx$ 2.7M的合并后，也会先形成超大质量中子星，然后坍缩成黑洞（BH）.结果表明超子在黑洞合并后的动力学、黑洞周围环面的形成以及引力波的发射中起着重要的作用。特别地，超子的存在被印刻在GWs中。因此，GW观测将为探索中子星物质的组成提供潜在的机会。
2011-10-20 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
The unreasonable weakness of r-process cosmic rays in the neutron-star-merger nucleosynthesis scenario
结合观测到的r过程元素的宇宙射线和中子星合并喷出物的速度远高于超新星喷出物的速度这一事实，我们得出了一个强有力的结论，或者（1）在中子星合并喷出物中的反向激波是一个非常低效的加速器，它将不到0.003%的喷出物动能转化为宇宙射线能量，或者（2）中子星合并不是银河r过程元素的起源。我们还发现，对于观测到的比铁轻的宇宙射线，超新星喷出物的反向激波，加速效率应小于0.1%。
2016-08-31 astro-ph.HE nucl-th
Transport in neutron star mergers
在介绍了QCD相图、核状态方程和中子星并合之后，我讨论了与中子星并合中的输运和核物质有关的三个问题。第一个是在中微子可以透过的合并部分中β平衡的性质。我们计算了弱相互作用（Urca）速率，发现β平衡条件需要通过增加一个额外的化学势来修正，这将略微改变中微子透明β平衡中的粒子含量.其次，我们计算了中子星合并条件下中微子透明核物质的体粘滞系数。体粘滞性是由核物质中的压力和密度之间的相位滞后引起的，这是由于β平衡的有限速率。当体积粘度足够强时，这发生在平衡速率几乎匹配密度振荡的频率时，它可以显著地抑制振荡。我们发现，在某些热力学条件下可能遇到的合并，振荡的核物质可以阻尼的时间尺度上的顺序为10毫秒，所以我们得出结论，体积粘度应包括在合并模拟。最后，我们研究了中子星合并中由于轴子引起的热输运。我们的结论是，轴子从来没有被困在合并，而是逃脱，携带能量远离合并。我们计算了冷却时间，由于携带的能量由轴子和发现，在当前的约束下的轴子-核子耦合，轴子可以冷却合并的流体元素的时间尺度上，这可能会影响合并的动力学。
2020-05-19 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Merger of compact stars in the two-families scenario
我们分析了两个家庭的情况下合并的紧凑型恒星的现象学意义。这种情况是基于强子星和奇异夸克星的共存。在讨论了可能的合并的分类之后，我们转向两个强子星合并的详细数值模拟，即，“第一家庭”的明星，其中三角洲共振和超子是本，我们显示的结果，这种二进制的阈值质量，质量动态弹出和磁盘周围的合并后的对象的质量。我们将这些结果与单族情景中获得的结果进行了比较，得出的结论是，可以提出双族情景的相关特征，特别是：质量甚至比GW 170817相关质量更小的黑洞快速坍缩到黑洞的可能性;在最初的毫秒内，合并后残余物的振荡频率高于单族情景中获得的频率;对于总质量较低的双星，动态弹出的质量值较大，而盘的质量较小。最后，基于布居合成分析，我们给出了两个强子星、强子星-奇异夸克星、两个奇异夸克星的合并数的估计。我们表明，对于不等质量系统和总质量的中间值，强子星和奇异夸克星的合并是非常可能的（GW 170817有一个可能的解释到这类合并）。另一方面，两个奇异夸克星的合并被强烈抑制。
2019-04-02 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Kilonova Emission from Neutron Star Mergers with Different Equations of State
本研究探讨了不同状态方程（EoS）对双中子星并合中 $r$-过程核合成及千新星辐射的影响，发现较软 EoS 会产生更多抛射物并导致更亮的千新星峰值，为多信使观测约束 EoS 提供了探针。
2025-01-31 astro-ph.HE nucl-th
Exploring the Phase Diagram of V-QCD with Neutron Star Merger Simulations
确定中子星及其合并过程中量子色动力学（QCD）及其物态方程（EOS）在密度和温度下的相结构是一个长期悬而未决的问题。全息V-QCD框架提供了一个稠密热QCD的状态方程模型，描述了稠密重子相和夸克相之间的解除禁闭相变。我们使用这个模型在完全广义相对论流体动力学（GRHD）模拟研究夸克物质的形成和发射的引力波信号的二进制系统，类似于有史以来第一次观察到的中子星合并事件GW 170817。
2022-11-18 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Searching for Dark Matter with Neutron Star Mergers and Quiet Kilonovae
我们确定了新的天体物理学特征的暗物质，内爆中子星（NS），这可以决定性地测试是否NS内爆暗物质是负责失踪的恒星在银河系中心，一些$r$过程元素的来源，和快速射电暴的起源。首先，NS坍缩的暗物质在中子星内部形成$\sim 10^{-10}$太阳质量或更小的黑洞，这些黑洞将中子星转化为$\sim$ 1.5太阳质量的黑洞。这减少了LIGO/Virgo（LV）所看到的中子星合并的数量，以及DES，BlackGEM和ZTF等望远镜所看到的相关合并千新星的数量，而是产生了包含$\sim$ 1.5太阳质量黑洞的“黑色合并”。第二，由暗物质引发的中子星内爆可能会产生一种新的千诺瓦，这种千诺瓦缺乏可探测的、伴随的引力信号，我们称之为“安静的千诺瓦”。“使用DES数据和银河系的r过程丰度，我们限制了安静的千新星。第三，星系中中子星并合kilonovae和宁静kilonovae的空间分布可用于探测暗物质。NS坍缩的暗物质摧毁了盘状星系中心的大多数中子星，因此中子星合并千新星在大半径处大多会出现在一个甜甜圈中。我们发现，只有10个中子星合并kilonova事件，位于$\sim$ 1千秒差距的精度可以验证或排除暗物质引起的中子星内爆在$2 σ$信心，探索暗物质-核子截面4-10个数量级低于目前的直接检测实验极限。同样，NS坍缩的暗物质作为快速射电暴的来源，可以在$2 σ$置信度下进行测试，一旦20个爆发被C…
2018-03-20 astro-ph.HE hep-ph
Neutrino Fast Flavor Conversions in Neutron-star Post-Merger Accretion Disks
两颗中子星或一颗中子星与一个恒星质量的黑洞合并时，可能会形成一个致密的吸积盘。从这样的吸积盘流出已被确定为一个主要网站的快速中子捕获（r-过程）核合成和作为源的“红色”千诺瓦排放后，第一次观察到的中子星合并GW 170817。本文采用广义相对论辐射磁流体动力学方法对一个典型的并合后吸积盘进行了长时程模拟，初始吸积速率为$\dot{M}\sim 1\,M_\odot\,\text{s}^{-1}$，并合后吸积时间超过400 ms。我们包括中微子辐射输运，占中微子快速风味转换动态的影响。我们发现无处不在的味道振荡，导致显着更多的中子丰富的流出，提供镧系元素和第三峰r-过程丰度类似于太阳丰度。这提供了强有力的证据，合并后的吸积盘是重r过程元素的主要生产场所。类似的风味效应可以允许增加的镧系元素生产的葡萄酒。这里提出的形式主义也可以用于核心坍缩超新星的模拟，以探索快速转换是加强还是削弱爆炸。
2021-05-27 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Neutrino opacities in magnetic fields for binary neutron star merger simulations
University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）；Ohio University（俄亥俄大学）
研究中子星合并过程中强磁场对中微子相互作用率的影响，提出近似计算方法，考虑Landau量子化和异常磁矩效应，改进中微子传输和风味演化模拟。
2026-04-09 astro-ph.HE nucl-th
Neutrino Flavor Evolution in Binary Neutron Star Merger Remnants
研究了由一颗大质量中子星和一个吸积盘组成的中子星合并残留物在中微子驱动风中的中微子味演化。与中微子发射特性和流体动力学轮廓的残留物一致提取的三维模拟，我们计算的味道演变考虑到中微子相干前向散射普通物质和中微子本身。我们采用“单轨道”的方法来研究中微子发射位置和角度对味演化的依赖性。我们还表明，味转换合并残留物可以影响（反）中微子吸收率的自由核子，从而可能影响$r$过程核合成风。我们讨论了这种结果对中微子发射特性变化的敏感性，也从不同的中子星合并模拟。
2017-01-12 astro-ph.HE hep-ph
Fast Extragalactic X-ray Transients From Binary Neutron Star Mergers
最近在钱德拉深场-南（CDF-S）观测的档案数据中发现的两个河外快X射线瞬变，CDF-S XT 1和CDF-S XT 2的观测光变曲线和其他性质表明，它们属于两个不同的X射线瞬变群。XT 1似乎是一种X射线闪光（XRF），即，一个窄束长持续时间的伽马射线暴，而XT 2似乎是一个星云发射的动力来自一个新诞生的毫秒脉冲星在一个中子星双合并。
2019-11-13 astro-ph.HE hep-ph
Compact binary mergers: an astrophysical perspective
本文综述了双中子星和中子星黑洞双星的研究现状。它主要解决（核）天体物理学方面的紧凑的二元合并，从而补充了最近的评论，强调了数值相对论的观点。特别讨论了富中子物质释放到宿主星系的不同途径、致密双星合并与短伽马射线暴之间的联系以及伴随的电磁信号。
2010-12-22 astro-ph.HE nucl-th
Search for Dark Matter Effects on Gravitational Signals from Neutron Star Mergers
基于最近探测到的中子星合并产生的引力波信号，我们分析了暗物质对这种信号的可能影响。我们发现，合并中子星的暗物质核心可能会产生一个可观察到的补充峰的引力波功率谱密度合并后，这可以从中子组件所产生的功能区分。
2018-05-15 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Universal Relations for Binary Neutron Star Mergers with Long-lived Remnants
我们提出了一种新的通用关系的二进制中子星合并与长寿的中子星残余物：最近的工作的启发基于数值相对论模拟，我们提出了一种新的方法，使用微扰计算，使我们能够与合并前的中子星二进制潮汐变形合并后残余物的有效紧凑性。我们的研究结果允许预测的恒星参数的长寿残留中子星的研究期间发出的引力波合并前阶段。
2021-06-15 astro-ph.HE gr-qc
General relativistic magnetohydrodynamics simulations for binary neutron star mergers
本文综述2008至2024年间约四十次广义相对论磁化双中子星并合模拟，全面审视磁流体动力学效应，以预测和解释并合现象。
2024-05-27 astro-ph.HE gr-qc
The Fate of the Compact Remnant in Neutron Star Mergers
中子星（双星中子星和中子星-黑洞）合并被认为会产生短持续时间的伽马射线暴。它们也被认为是先进的LIGO探测到的引力波的主要来源，也是宇宙中重r过程元素的主要来源。这些合并是否会产生短持续时间的伽马射线暴，很大程度上取决于残留物核心的命运（它是否会形成一个黑洞，以及形成的速度有多快）。本文结合并合计算和状态方程研究的结果来确定中子星并合核心的命运。通过人口研究，我们可以确定这些命运的分布，以与观察结果进行比较。我们发现，黑洞核心的形式迅速只有状态方程预测的最大非旋转中子星质量低于2.3-2.4太阳质量。如果黑洞的快速形成是产生伽马射线暴的关键，那么LIGO观测到的速率与伽玛射线暴的速率相比，可以用来约束致密核物质的状态方程。
2015-04-28 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Signatures of strangeness in neutron star merger remnants
中子星（NS）合并为我们提供了丰富的物理信息，使用多信使天体物理观测。这种合并的可能残余之一是一个差异旋转的热超大质量中子星。合并残留物的稳定性关键取决于基本的状态方程（EoS），从而提供了一种方法来探测致密物质的性质在NS。在这项工作中，我们寻找可能的签名的奇异性包含在NS内部的长期稳定的合并残余物的物质。我们还使用最近提出的方法，使合并残留物的崩溃时间和阈值质量以上的合并迅速崩溃到一个黑洞的粗略估计。
2020-02-18 astro-ph.HE
Actinide Production in Neutron-Rich Ejecta of a Neutron Star Merger
快速中子俘获（“r”）过程负责合成许多在太阳系和银河系贫金属晕星中观察到的重元素。对r-过程核合成的模拟可以重现从观测中获得的丰度，但到目前为止，还不能解释所观察到的锕系元素的过度增强，大约30%的r-过程增强恒星中存在这种现象。在这项工作中，我们调查的动态喷出物中的一个中子星合并的锕系元素的生产和探索，如果不同层次的中子丰富度可以重现的锕系元素的推动。我们还研究了锕系元素产生对核物理性质的敏感性：裂变分布，β衰变和质量模型。在大多数情况下，锕系元素是过量生产在我们的模型中，如果初始条件是足够的中子丰富的裂变循环。我们发现，锕系元素的生产可以是如此强大的动态喷出物，一个额外的镧系元素丰富，锕系元素贫乏的组件是必要的，以配合观测的锕系助推星。我们提出了一个简单的锕系元素稀释模型，在合并事件内的两个核合成位点的估计贡献折叠。我们的研究表明，虽然中子星合并的动态喷出物是形成锕系元素的可能生产场所，但另一个或多个场所（例如，中子星合并吸积盘风），以解释r过程增强的贫金属星的丰度。
2018-10-18 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Gravitational waves from neutron star mergers and their relation to the nuclear equation of state
在这篇文章中，我介绍的想法和技术，以提取信息的状态方程在非常高的密度从引力波发射之前，期间和合并后的双中子星。我还回顾了目前的工作和结果的实际使用的第一个引力波观测的中子星合并设置约束的属性，这样的状态方程。顺便说一句，我还提到了一种可能性，即我们在引力波中观察到的不是中子星，而是某种更奇特的东西。为了使这篇文章更容易理解，我还回顾了一般的中子星合并的动力学和引力波发射，重点是数值模拟和状态方程的表示用于研究二元系统。
2019-09-26 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Impact of the nuclear symmetry energy on the post-merger phase of a binary neutron star coalescence
核对称能在决定致密、富含中子物质的状态方程中起着关键作用，而这种状态方程决定着地球上核物质以及天体物理学上的中子星的性质。PREX合作组最近对中子皮厚度的测量对核对称能L的斜率产生了新的限制，这可以直接与第一颗双星中子星合并螺旋GW170817的引力波观测结果进行比较。在本文中，我们探索了一种可能限制斜率L的新机制，核对称能量与未来引力波事件：合并后阶段一个双中子星合并。特别是，我们超越的inspiral阶段，在那里的斜率参数L的印记可以推断从测量的潮汐变形性，考虑印记合并后的动力学，引力波发射，和动态质量喷射。为此，我们在完全广义相对论中使用新的有限温度状态方程，系统地改变L，进行了一组目标中子星合并模拟。我们发现，合并后的动力学和引力波发射对核对称能的斜率几乎不敏感。相比之下，我们发现，动态质量喷射包含一个弱的L的印记，与大的L值导致系统增强喷出物。
2021-07-14 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
On the importance of viscous dissipation and heat conduction in binary neutron-star mergers
通过对中子星合并产生的引力波的测量来推断致密物质的性质是最令人兴奋的前景之一。然而，如果粘性耗散和能量输运能够在合并后物体的存活时间内发挥重要作用，则需要进行可靠的数值模拟，其中包括粘性耗散和能量输运。我们计算了耗散的典型形式的时间尺度，发现热输运和剪切粘度将不重要，除非中微子捕获发生，这需要温度高于约10 MeV和梯度超过0.1公里或更少的长度尺度。另一方面，如果直接Urca过程仍然受到抑制，留下修改Urca过程建立风味平衡，则体粘滞耗散可以对在合并之后立即观察到的密度振荡提供显著的阻尼。当与最先进的合并模拟的数据进行比较时，我们发现，在一个典型的中子星合并中，体粘滞系数的值接近其共振最大值，这促使我们更仔细地评估体粘滞耗散在合并中子星引力波信号中的作用。
2017-07-29 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
FIRST J1419+3940 as the First Observed Radio Flare from a Neutron Star Merger
在剧烈的合并过程中，两颗中子星可以减少百分之几的质量。随着喷出物的膨胀，它与周围的星际气体相撞，产生了持续数年的缓慢衰落的无线电耀斑。射电耀斑独特地探测了中子星合并的人口，因为过去几十年的许多事件仍然可以探测到。然而，迄今没有报告观测到无线电耀斑。在这里，我们表明，无线电瞬变FIRST J1419+3940，在1993年首次观察到，仍然可以检测到，可能起源于一个中子星合并。我们对中子星合并喷出物进行了数值模拟，证明了具有天体物理预期参数的合并模型能很好地再现观测到的射电光变曲线。我们检查观测到的无线电数据，以及宿主星系，找到线索，可以区分瞬变的中子星合并的起源从另一种解释-一个离轴长伽马射线暴的余辉。在不久的将来，观测可能会发现第一个J1419+3940无线电瞬变起源的进一步证据。我们表明，现有的无线电调查可能已经记录了多个无线电耀斑，告诉我们的起源和性质的中子星合并及其在宇宙中最重的元素的核合成中的作用。
2020-09-27 astro-ph.HE
Binary neutron star mergers in massive scalar-tensor theory: Properties of post-merger remnants
本文通过数值相对论模拟研究大质量标量-张量引力理论下双中子星并合后遗迹的性质，发现激发标量场会提高即时坍缩阈值质量，并揭示超重中子星中存在长寿命ϕ-模式及去标量化在引力波中的独特特征。
2024-06-07 astro-ph.HE gr-qc
Neutron Star-Black Hole Mergers from Gravitational Wave Captures
LIGO的第三次观测运行（O3）报告了几个中子星-黑洞（NSBH）合并候选者。从理论的角度来看，NSBH合并在社区中受到的关注比二元黑洞（BBH）或二元中子星（BNS）少。在这里，我们研究单单（sin-sin）引力波（GW）捕获在不同类型的星团-星系核（GN），球状星团（GC），和年轻的星团（YSC）-并比较合并率从这个通道在文献中提出的其他合并渠道。目前有很大的不确定性与每一个合并渠道，使一个明确的结论的起源NSBH合并是不可能的。然而，考虑到这些不确定性，我们发现，sin-sin GW捕获不太可能对整体NSBH合并率做出重大贡献。一般来说，孤立的双星在磁场或星团中演化，以及动态相互作用的双星在三重配置中，可能会导致更高的合并率。
2020-09-08 astro-ph.HE
Nuclear Physics of Binary Neutron Star Mergers
Frankfurt Institute for Advanced Studies（法兰克福高级研究院）
本文综述了双中子星并合中核物理的作用，重点讨论致密物质状态方程如何影响并合动力学、多信使信号及重元素合成，并总结了当前约束与未来方向。
2026-09-29 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Bulk Viscous Damping of Density Oscillations in Neutron Star Mergers
本文讨论了在与中子星合并有关的温度范围内致密核物质密度振荡的阻尼。这种阻尼是由于中子衰变和电子俘获的弱相互作用“Urca”过程引起的体积粘度。核物质是在相对论密度泛函方法建模。体粘滞系数在接近中微子捕获温度时达到共振最大值，然后随着温度上升到中微子被捕获在中子星中的范围内而迅速下降。我们调查的体积粘性耗散时标在合并后的对象，并确定制度，这些时标是短的特征时标$\sim$ 10毫秒，因此，可能会影响合并后的对象的演变。我们的分析表明，体积粘性阻尼将是重要的，在不太高的温度的顺序的几兆电子伏和密度的几倍饱和密度。
2020-06-22 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Electromagnetic Signatures of Neutron Star Mergers in the Advanced LIGO Era
包含中子星和恒星质量黑洞的双星合并是未来几年内由干涉仪Advanced LIGO和Virgo直接探测引力波的最有希望的来源。同时探测到这些事件的电磁辐射将大大提高这些发现的科学回报。本文综述了中子星双星合并过程中不同阶段电磁信号和多波长电磁信号的模拟研究现状。我们专注于这些观测提供了最灵敏的诊断合并物理和贡献的快速中子捕获（$r$ -过程）在银河系中的元素的合成。我们还概述了这一快速发展的领域的观测和理论方面的预期未来发展。
2015-12-17 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
$r$-process nucleosynthesis from compact binary mergers
两颗中子星或一颗中子星与一个黑洞的合并，往往会导致在太空中高速膨胀的太阳质量物质的几分之一被喷射出来。由于物质来自于中子星的剧烈分裂，这些喷出物最初非常致密、炽热，而且中子含量极高。少数可用的质子形成重核（“种子”），吸收更多的自由中子，增加它们的大小。中子密度如此之高，以至于在产生的不稳定核可以衰变到更稳定的构型之前发生了大量的中子捕获，将中子转化为质子。主要取决于初始中子丰度，这种机制导致形成高达一半的重元素，我们在自然界中观察到，它被称为快速中子捕获过程（“$r$ -过程”）。要预测喷出物的精确成分，需要对实验室中从未产生过的非常奇特的核的性质有详细的了解。尽管长期以来一直是一种推测性的情况，但现在有几个观测证据表明，紧凑的双星合并是宇宙中形成重元素的主要场所之一。其中最引人注目的是在一颗中子星双星合并后探测到了千诺瓦：这一天文瞬变现象发出的光确实是由新合成的富中子核的放射性衰变提供动力的，这证明了紧凑双星合并作为宇宙锻造的实际性质。
2021-12-17 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Positrons and 511 keV radiation as tracers of recent binary neutron star mergers
从中子星-中子星（NS-NS）和中子星-黑洞（NS-BH）双星合并中喷射出的富中子物质被核过程加热到几百keV的温度，导致电子-正电子对的种群。一些正电子从喷出物的外层逃逸出来。我们发现，在银河系中的NS-NS和NS-BH合并产生的低能正电子的人口可以解释所观察到的511 keV线从银河系中心（GC）。此外，我们建议如何正电子和相关的511千电子伏的排放可以被用来作为示踪剂最近的合并。最近发现的511千电子伏的发射从超微弱的矮星系网状II，符合一个罕见的NS-NS合并事件，我们的建议提供了一个吸烟枪签名。
2019-03-31 astro-ph.HE
Evolutionary Origins of Binary Neutron Star Mergers: Effects of Common Envelope Efficiency and Metallicity
该研究利用MESA代码模拟不同参数下的双星演化，探明双中子星并合的形成通道与效率，揭示了中子星质量、共包层效率、金属丰度及超新星初始反冲对其形成的影响规律。
2023-08-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Numerical Relativity Simulations of Magnetized Black Hole-Neutron Star Mergers
我们提出了新的数值技术，我们开发的发射的第一个参数的研究{\it磁化}黑洞-中子星（BHNS）合并，不同的磁场种子在最初的中子星。我们发现，磁场有一个可以忽略不计的引力波形和系统的整体动力学在合并过程中，无论磁场强度或BH自旋。在最近的一次模拟中，我们用大规模的纯极向磁场对未磁化的BHNS合并模拟的残留盘进行了播种，否则在完整的模拟中就不存在了。结果似乎是一个可行的sGRB中央引擎。
2013-03-04 astro-ph.HE
Constraining equation of state of neutron star using neutron star-black hole mergers
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
本研究利用Bilby框架分析NSBH并合引力波数据，发现未来探测器需至少20次并合事件，方可清晰区分中子星物态方程。
2026-09-01 astro-ph.HE gr-qc
Binary Neutron Star Mergers with Missing Electromagnetic Counterparts as Manifestations of Mirror World
我们认为，大部分的二进制合并，这可能会提供引力波信号可检测的LIGO/室女座，从隐藏的镜像部门出现。除了引力作用，镜像粒子不会与普通观测者发生相互作用，这就是为什么与镜像物质组成的成分合并时，预期不会有伴随引力波的电磁信号。因此，如果宇宙的暗物质预算主要是由镜像粒子贡献的，我们预测，只有大约一个双中子星（中子星-黑洞）合并的10个，可观察到的LIGO/处女座，特别是在相对于视线有利的条件下，可能伴随着提示伽马射线暴和其他电磁信号适合后续观测。LIGO/Virgo在第三次观测运行期间记录的候选事件列表似乎支持我们的预测。
2020-04-02 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Remnant massive neutron stars of binary neutron star mergers: Evolution process and gravitational waveform
大质量（超大质量和超大质量）中子星很可能经常在双中子星合并后形成。我们探索的演化过程中残留的大质量中子星和它们发出的引力波，基于数值相对论模拟的双中子星合并采用各种状态方程和选择一个合理的范围内的中子星的质量的双星。我们发现，剩余超大质量中子星的寿命强烈依赖于总的双星质量，也对状态方程。由大质量中子星产生的引力波普遍具有频率近似恒定的准周期性质，尽管其频率随时间变化。我们还发现，引力波的频率和时变特性强烈地依赖于状态方程。本文导出了一个拟周期引力波形的拟合公式，它可用于引力波信号的数据分析。
2013-07-22 astro-ph.HE
Neutron tunneling: A new mechanism to power explosive phenomena in neutron stars, magnetars, and neutron star mergers
中子星壳中不均匀致密物质中的富中子核之间的中子隧穿可以在短时间内释放出巨大的能量，为中子星中的爆炸现象提供动力。在这项工作中，我们澄清这个过程中，可能会发生在中子星的外部区域时，振荡或灾难性的事件增加了周围的密度方面。我们使用一个随时间变化的Hartree-Fock-Bogoliubov形式主义来确定中子扩散的速率，并发现大量的能量可以迅速释放。研究了核束缚、两体相互作用和成对作用对中子扩散时间的影响。我们考虑一个一维的量子扩散模型，并扩展我们的分析，以研究在三维扩散的影响。我们发现，在适当的条件下，这些新的中子转移反应可以产生$\simeq 10^{40}-10^{44}$尔格数量的能量。
2021-03-23 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Neutron Star Mergers and the Quark Matter Equation of State
当中子星合并时，它们可以达到非常高的核密度。在这里，我们总结了最近的结果的演化和引力波发射的双中子星合并使用各种核状态方程有和没有交叉过渡到夸克物质。讨论了中子星并合的晚期引力波辐射如何可能揭示了向夸克物质的交叉跃迁的存在。
2023-02-24 astro-ph.HE gr-qc
Pulsar revival in neutron star mergers: multi-messenger prospects for the discovery of pre-merger coherent radio emission
研究了由致密天体间磁层相互作用引起的中子星合并前相干射电辐射。我们考虑两个合理的辐射机制，并表明，如果一个中子星有一个表面磁场$B_{\rm s} \ge 10^{12}$ G，相干毫秒射电爆发的特征时间形态和倾角的依赖性是可观察到的Gpc距离与下一代无线电设施。我们探索多信使和多波长的方法来识别NS合并起源的无线电爆发，如在快速无线电爆发调查，伽马射线暴和引力波事件的触发观测，以及在寻找kilonova和无线电余辉发射的快速射电暴的光学/无线电跟踪。我们目前和未来的观测设施，我们的研究结果，并提出建议，验证或约束模型。
2022-12-02 astro-ph.HE
Dynamical Capture Binary Neutron Star Mergers
我们研究动态捕获中子星合并可能出现在致密的恒星区域，如球状星团。利用广义相对论流体力学，我们发现这些合并可以导致迅速坍缩成黑洞或形成超大质量中子星，不仅取决于中子星状态方程，而且还取决于碰撞参量。我们还发现，这些合并可以产生高达太阳质量的十分之一的吸积盘和高达太阳质量的百分之几的未束缚喷射物质。我们评论的引力辐射和电磁瞬变，这些来源可能产生的。
2012-10-31 astro-ph.HE gr-qc
Neutrino trapping and out-of-equilibrium effects in binary neutron star merger remnants
本文通过三维广义相对论中微子辐射大涡模拟，揭示双中子星并合后约2-3毫秒内物质与中微子达到热力学平衡，表明体粘滞等耗散效应仅在并合后极短时间窗口内活跃。
2023-10-31 astro-ph.HE
FRB 181112 as a Rapidly-Rotating Massive Neutron Star just after a Binary Neutron Star Merger?: Implications for Future Constraints on Neutron Star Equations of State
快速射电暴（FRB）181112的光变曲线被分解为四个连续的脉冲，第一和第三脉冲之间的时间间隔（$\sim0.8$ ms）与第二和第四脉冲之间的时间间隔一致，这可以解释为中子星（NS）以大约$0.8$ ms的周期旋转。尽管这个周期比目前已知的最快速旋转的脉冲星要短（$1.4$ ms），这是典型的模拟大质量NS后立即形成的双星合并（BNS）。因此，BNS合并是一个很好的候选人，这个FRB的起源，如果周期性是真实的。我们讨论了未来的影响，可以得到，如果这样的周期性是从FRB同时检测到引力波（GW）。从FRB观测中推断出的剩余自旋周期$P_{\rm rem}$是唯一的信息，它不容易通过合并后阶段的当前GW观测获得。如果与从GW数据推断的合并残余物$M_{\rm rem}$的质量结合起来，它将对核物质状态方程设定新的约束。此外，合并后的量$P_{\rm rem}/M_{\rm rem}$，或合并残余物的潮汐变形性，是密切相关的二元潮汐变形性参数$Λ$的NS合并前，和一个联合FRB GW的观测将建立一个新的限制$Λ$。因此，如果$Λ$也很好地测量GW数据，这两个之间的比较将提供进一步的见解核物质和BNS合并的性质。
2020-10-15 astro-ph.HE
Black Hole - Neutron Star Binary Mergers: The Imprint of Tidal Deformations and Debris
引力波干涉仪灵敏度的提高将带来对双黑洞和双中子星合并的额外探测。它也很可能增加许多黑洞-中子星双星的合并事件。区分高质量比的混合双星和双星黑洞合并可能是具有挑战性的，因为在这种情况下，中子星与黑洞合并而没有经历重大的破坏。为了研究混合二进制合并到那些行为更像二进制黑洞合并的过渡，我们提出了不同的质量比合并模拟的结果。我们展示了中子星的变形和破裂程度如何影响螺旋和合并动力学，最终黑洞的性质，由潮汐碎片的圆形化形成的吸积盘，引力波，以及应变谱和失配。计算结果还表明了将黑洞击穿的Bowen-York初始数据推广到有中子星伴星的双星的初始数据方法的有效性。
2021-09-03 astro-ph.HE gr-qc
Comprehensive study of mass ejection and nucleosynthesis in binary neutron star mergers leaving short-lived massive neutron stars
利用广义相对论流体力学模拟方法，在近似中微子辐射输运的条件下，研究了大质量中子星在合并开始后$\lesssim 20$ ms内坍缩成黑洞的情况下，在动力学阶段和合并后阶段喷出物的性质.在三维模拟中的动态质量喷射进行了研究。以三维并合后系统为初始条件，采用二维轴对称粘性数值模拟方法研究了并合后物质抛射。我们发现，典型的中子丰富度的动态喷出物是更高的合并更不对称的二进制文件，因此，较重的$r$过程核占主导地位的合成。合并后的喷出物被证明只有一个温和的中子丰富度，这导致在生产较轻的$r$过程的核，无论二进制的质量比。由于较大的磁盘质量，合并后喷出物的质量是更大的不对称的二进制合并。因此，合并后的喷出物可以补偿生产不足的较轻的$r$ -过程核的不对称合并的情况下。因此，通过总结两个喷出物的成分，太阳残留的$r$ -过程的图案是复制的平均偏差的一个因素为三，无论二进制的质量比。我们的研究结果还表明，在$r$过程增强的恒星中观察到的（大约是几个因子）轻重丰度散射可以归因于双星质量比和总质量的变化。我们的结果与致密中子星双星的质量分布和磁星的短伽马射线暴的情况下的影响进行了讨论。
2022-10-18 astro-ph.HE gr-qc
Did Binary Neutron Star Merger GW170817 Leave Behind A Long-lived Neutron Star?
研究双中子星并合GW170817留下快速旋转大质量中子星并抛射赤道外流与喷流的观测意义，提出隐藏赤道环减速后导致光变曲线重新增亮的半解析模型，与现有观测相符并预测了余辉。
2024-05-30 astro-ph.HE
Remnant baryon mass outside of the black hole after a neutron star-black hole merger
中子星（NS）和黑洞（BH）合并产生的引力波（GW）和电磁波（EM）信号是极端引力、核物理和天体物理学中备受期待的发现。我们开发了一个简单的公式，区分合并的结果，并预测合并后的残余质量，验证了75模拟。我们的公式改进了现有的结果，通过描述关键的未探索的制度：可比的质量和更高的BH自旋。这些是重要的区分NSNS从NSBH合并，并从EM信号推断源物理。
2018-06-29 astro-ph.HE gr-qc
Probing binary neutron star mergers in dense environments using afterglow counterparts
迄今为止，唯一一个有电磁波对应记录的双中子星合并引力波事件是GRB 170817 A。这种合并发生在密度小于$10^{-3}-10^{-2}~{\rm cm}^{-3}$的稀薄介质中。由于中子星双星在形成时会产生反冲，而且在合并前会有很长的延迟时间，因此这种低密度的环并介质通常是可以预期的。然而，有一些间接的证据表明，快速合并或低反冲双星，这将在密集的环境中合并。尽管如此，目前的天文数据在很大程度上对这些高密度合并的可能性没有定论。我们描述了一种方法来直接探测这个假设的人口的高密度合并通过多信使观测的二进制中子星合并余辉，利用这些信号的高灵敏度的合并环境的密度。这种方法是基于尚未收集的合并余辉样本。它的约束力很大，即使是在一个小的事件样本。我们讨论了该方法的局限性和适用性。在即将到来的第三代引力波探测器时代，这种方法的潜力将得到充分实现，因为它将使我们能够探测宇宙恒星形成高峰后不久发生的合并，前提是后续活动能够定位源。
2021-02-18 astro-ph.HE
The origin of the first neutron star -- neutron star merger
第一颗中子星-中子星（NS-NS）合并于2017年8月17日通过引力波（GW 170817）和电磁观测发现。这次合并是在一个没有新恒星形成的古老椭圆星系中发现的。我们进行了一系列的数值计算，以了解这种合并的形成机制。我们探讨了经典孤立双星演化、球状星团动力学演化和核团簇形成三种主要的双致密天体形成机制，以检验它们是否可能在老的宿主星系中产生NS-NS合并。我们在乐观的假设下进行的模拟显示，对于所有的局域椭圆星系（100 Mpc ^3以内），双星的NS-NS合并速率为10^-2 yr^-1，球状星团的合并速率为5 x 10^-5 yr ^-1，核星团的合并速率为10^-5 yr^-1。因此，这些模型与GW 170817的观测速率为1.5年^-1（每100 Mpc ^3; LIGO/Virgo估计值）的探测之间存在矛盾。我们的研究结果意味着：（i）LIGO/Virgo在椭圆星系中以当前的灵敏度检测到GW 170817是一个统计巧合;或者（ii）在我们的三个模型中，至少有一个模型的物理在可以形成NS-NS合并的恒星演化的背景下是不完整的;或者（iii）另一个在恒星形成和合并之间具有长延迟时间的非常有效（未知）的形成通道正在起作用。
2018-03-28 astro-ph.HE
Electromagnetic counterparts of binary neutron star mergers leading to a strongly magnetized long-lived remnant neutron star
我们探讨了在大质量中子星合并后残留的大质量中子星存在$\gtrsim 0.5\,$ s的情况下，与双中子星合并有关的电磁对应物。在这项研究中，我们采用了长期的广义相对论中微子辐射磁流体动力学模拟平均场发电机效应获得的外流轮廓。我们发现，如果残余中子星的磁场被发电机效应显著放大，则高光度的同步辐射余辉可以与合并事件相关联。我们还对Kilonovae进行了辐射传输计算，发现在磁场高度放大的情况下，Kilonovae在早期可以是明亮的，而在几天内光发射迅速下降，并且在近红外波长处的长持续（$\sim 10\,{\rm d}$）发射非常明亮。所有这些特征在GW 170817中都没有发现，这表明在GW 170817中形成的合并残余中子星可能在几百毫秒内坍缩成黑洞，或者磁场放大可能是一个微小的影响。
2022-08-30 astro-ph.HE gr-qc
High-energy emission as signature of magnetic field amplification in Neutron Star Mergers
中子中子星系统的合并被认为是短伽马射线暴（sGRB）的中心引擎。对于合并过程，模拟预测，磁场被放大超过磁场强度的开尔文-亥姆霍兹不稳定性。大面积望远镜（LAT），爆发已被检测到，显示出一个时间上的扩展组件与一个短暂的峰值在提示阶段结束时一致。我们表明，这些LAT组件的sGRB的存在下，可以提供磁场放大的证据，在中子星合并。
2017-01-05 astro-ph.HE
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
Merger of two neutron stars: predictions from the two-families scenario
如果只有一族“中子星“存在，它们的最大质量必须等于或大于$2 M_\odot$，那么只有在小于$18\%$的情况下，两颗中子星合并的结果才是直接坍缩成黑洞，因为新形成的系统至少在出现差动旋转之前可以避免坍缩。在所谓的两族理论中，由强子组成的恒星只有在$1.5-1.6 M_\odot$附近才是稳定的，而质量最大的致密恒星完全由奇异夸克物质组成。我们表明，在这种情况下，合并的两个中子星的结果是在至少$34\%$的情况下迅速崩溃。因此，一旦探测到合并时发出的引力波，就很容易区分这两种情况。
2017-12-25 astro-ph.HE
Merger and Mass Ejection of Neutron-Star Binaries
中子星双星和黑洞-中子星双星的合并是地基引力波探测器最有希望的观测源之一，也是一种高能天体物理现象，在GW 170817事件中观测到的引力波和电磁波就说明了这一点。这些中子星双星的合并也是r-过程核合成最有希望的地点。完全广义相对论（数值相对论）的数值模拟是一种独特的方法，理论预测的合并过程，GWs发射，质量喷射过程，并导致EM发射。本文基于最新的数值相对论模拟结果，总结了我们目前对中子星合并和随后的物质抛射过程的认识。我们强调，数值相对论模拟的预测与GW 170817的光学和红外观测基本一致。
2019-08-06 astro-ph.HE gr-qc
The Production of Actinides in Neutron Star Mergers
虽然对中子星合并事件GW 170817的多信使探测证实，合并是通过快速中子俘获过程（$r$ -过程）产生自然界大多数重元素的有希望的地点，但与产生反铅核-锕系元素-有关的一些问题仍有待回答。在这篇简短的评论文章中，我们总结了在$r$ -过程中生产锕系元素的一般要求和核物理输入的影响。我们还讨论了最近的努力，从不同的角度来解决中子星合并的锕系元素的生产，包括签名，可能会被探测到未来的kilonova和$γ$射线观测，在贫金属恒星的丰度散射，并提出了在太阳系中存在的短寿命放射性锕系元素的限制。
2022-07-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
