Revealing Double White Dwarf Mergers with Multi-messenger Signals
大量的双白矮星（DWD）被认为在哈勃时间内合并，这是由于它们在吸气阶段发射的引力波（GW）。DWD系统的结果要么是Ia型超新星的双简并模型，要么是一个巨大的，持久的合并遗迹。这些事件的预期多信使信号将有助于我们区分详细的合并物理过程。在这项工作中，我们的目标是提供一个通用的DWD合并的情况下，调查的所有主要信使的排放，重点是GW和中微子。我们的目标是为当前和未来的多信使观测（协作）工作提供一些指导。在DWD系统的合并演化过程中，不同的信使（GW，中微子和电磁波）将在不同的时间占据主导地位。在这项工作中，我们表明，DWD合并事件位于1千秒差距的距离确实可以产生可检测的信号的GW和中微子。在潮汐扰动开始前10天左右，GW频率在0.3- 0.6Hz波段。我们估计，在乐观的情况下，即将到来的探测器，如JUNO和Hyper-Kamiokande检测到的中微子数可以达到O（1）的DWD合并事件在$\sim$ 1 kpc。
2022-10-13 astro-ph.HE
Compact Object Mergers and Micro-Tidal Disruption Events: A Multi-Messenger Probe of Dense Stellar Environments
Stony Brook University（石溪大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
本研究通过模拟致密星团，发现微潮汐瓦解事件数量超过并合数倍，并揭示其可产生高自旋黑洞及填充低质量间隙的动力学途径。
2026-09-24 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Multi-Messenger Astrophysics Opportunities with Stellar-Mass Binary Black Hole Mergers
对于恒星质量的双黑洞（sBBH）合并的传统观点是，不应该有足够的物质来产生可检测的电磁瞬变。然而，有许多机制可以通过从各种储备、带电黑洞或与磁场或外来场的相互作用中吸积物质来产生这样的对应物。回顾这些机制后，我们描述了我们可以学到的多信使观测sBBH合并在恒星演化和紧凑的二元形成，宇宙学测量，搜索带电黑洞，和测试的广义相对论和基础物理领域。最后，我们对未来十年及以后支持观测能力和建模的必要性进行了一些评论。
2019-03-26 astro-ph.HE
Equation of state constraints from multi-messenger observations of neutron star mergers
第一次探测到来自中子星双星合并的引力波，GW 170817，超出了所有的预期。这一事件相对较近，这可能表明合并率相对较高。从引力波信号中提取有限尺寸效应是可能的，它限制了核物质状态方程。此外，在从无线电到伽马射线的许多波段都探测到了电磁对应物，标志着一个涉及引力波的新的多信使时代的开始。我们描述了如何使用多信使观测GW170817来约束核物质状态方程。结合光辐射和引力波质量测量的信息，可以得到中子星半径的下限。根据这一保守的分析，它采用了一组最小的假设，具有典型质量的中子星的半径应大于约10.7公里。这意味着潮汐变形的下限约为210，而更强的下限不支持的数据GW 170817。GW170817的多信使解释排除了非常软的核物质，并补充了NS半径的上限，这是来自于在合并前阶段的有限尺寸效应的测量。我们强调未来的潜力，多信使观测和GW测量的合并后阶段的约束核物质状态方程。最后，我们提出了一种观测策略，以最大限度地提高未来多信使观测的科学产量。
2021-03-30 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
The Multi-Messenger Matrix: the Future of Neutron Star Merger Constraints on the Nuclear Equation of State
中子星（BNS）合并的电磁（EM）信号敏感地依赖于双星的总质量$M_{\rm tot}$，相对于中子星（NS）状态方程（EOS）设定的各种阈值质量，通过NS最大质量$M_{\rm TOV}$和特征半径$R_{1.6}$参数化。通过引力波（GW）发射探测到的BNS合并的EM观测结果具有足够的质量来确定合并残余物的身份，因此可以限制$M_{\rm TOV}$和$R_{1.6}$的值，因为$M_{\rm tot}$和测量良好的啁啾质量之间存在紧密联系。我们阐明了现在和未来的景观EOS约束BNS合并，介绍了“多信使矩阵”，GW和EM可测量定义的事件啁啾群众的范围，提供了最大的杠杆约束EOS之间的映射。通过模拟人口的BNS合并从银河系双NS质量分布，我们表明，$\sim 10$联合检测可以限制$M_{\rm TOV}$和$R_{1.6}$百分之几的水平，系统的不确定性可能变得显着。目前的EOS约束意味着大多数合并将产生超大质量或超大质量的残余物，少数（可能为零）将经历非线性坍缩，而最多只有百分之几的事件将形成无限稳定的NS。为了支持设想的计划，我们主张LIGO/Virgo尽早向科学界发布啁啾质量估计，使观测资源能够以最有效的方式分配，以最大限度地提高多信使发现的科学收益。
2019-06-19 astro-ph.HE
A multi-messenger analysis of neutron star mergers
两颗中子星的合并是一个非常复杂的过程。为了解开它发生的各个步骤，必须检查我们可以检测到的所有信号：引力波和电磁波，从X和$γ$ -射线到红外线和无线电的巨大光谱。这些信号中的每一个都提供了一个信息，这些信息的整体将使我们不仅能够理解合并的过程，而且还能理解物质在极端条件下的行为。
2018-02-05 astro-ph.HE
Multi-messenger Bayesian parameter inference of a binary neutron-star merger
在整个光谱范围内的引力波（GW）和电磁（EM）辐射--GW 170817/AT 2017 gfo/GRB 170817 A--中联合探测到二元中子星合并，标志着多信使天文学领域的突破。在大量的建模和观测之间，存在于可用数据集之间的丰富的协同作用创造了一个独特的机会来约束二元参数，核上密度物质的状态方程，以及在千诺瓦和伽马射线暴期间工作的物理过程。本文首次报道了结合GW 170817、AT 2017 gfo、GRB 170817信息的贝叶斯参数估计，以获得对潮汐变形性$\tildeΛ \in [302,860]$、双星总质量$M \in [2.722,2.751] M_\odot$、$1.4$太阳质量中子星半径$R \in [11.3,13.5] \rm km$的真正多信使约束（具有额外的$0.2\ \rm km$系统不确定性），以及$q \leq 1.27$质量比的上限，均为90%置信度。我们的联合新的分析利用新的唯象描述的动态喷出物，碎片盘质量，和残余黑洞的属性，所有来自一个大型的数值相对论模拟套件。
2021-02-04 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Intermediate-mass black holes born via repeated mergers are unlikely thermodynamically stable
黑洞热力学是黑洞物理学最令人着迷的方面之一。虽然它的直接证据是具有挑战性的天体物理黑洞的观察，引力波（GW）最近提供了一个新的间接的强大的方法来探测它是在宇宙中运行。在本文中，我们讨论的IMBH的热力学稳定性，出生通过重复合并的恒星质量的BH通过GW发射密集的星团。我们发现，$\lesssim 20\%$的IMBHs出生通过重复合并是不带电的BH的热力学不稳定，而$\lesssim 40\%$是适度带电的BH的热力学不稳定。只有在不太可能的高电荷的情况下，IMBH的$\gtrsim 60\%$才是化学稳定的。随着目前和即将到来的GW任务，如LIGO/Virgo/KAGRA，LISA，DECIGO和ET，它们承诺在未来十年内通过GW发射检测数十甚至数百个IMBH合并，IMBH热力学可能很快就会得到测试。
2022-04-01 astro-ph.HE
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
An updated nuclear-physics and multi-messenger astrophysics framework for binary neutron star mergers
本文介绍了NMMA框架的扩展，首次同时分析引力波、千新星和伽马暴余辉，并估计1.4太阳质量中子星半径为11.98公里。
2024-01-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Multi-messenger observations of binary neutron star mergers in the O4 run
我们提出了现实的期望的数量和性能的中子星二进制合并被检测到的多信使源在即将到来的第四次观测运行（O 4）的LIGO-Virgo-KAGRA引力波（GW）探测器，目的是提供指导的观测策略的优化。我们的预测是基于一个人口综合模型，其中包括GW的信噪比，kilonova（KN）的光学和近红外光变曲线，相对论性喷流伽玛射线暴（GRB）的瞬发峰值光子通量，并在无线电，光学和X射线余辉光变曲线。在我们的假设范围内，在O 4期间被确信地探测到的GW事件的速率是$7.7^{+11.9}_{-5.7}$ yr $^{-1}$（日历年），其中78%将产生KN，较低的52%也将产生相对论性喷流。目前光学电磁搜索和后续战略的典型深度仍然足以探测O 4中的大部分KNe，但仅限于头一两个晚上。探测相对论性喷流发射的前景并不乐观。虽然距离较近的事件（z<0.02）可能仍然会有可检测到的茧状激波爆发，但大多数事件都会错过它们的伽马射线暴发射（包括即时和余辉），除非在有利的小视角下观察。这将可检测喷流事件的比例降低到2%（即时发射，偶然）和10%（余辉，深射电监测），分别对应于$0.17^{+0.26}_{-0.13}$和$0.78^{+1.21}_{-0.58}$/年$^{-1}$的检测率。当考虑GRB探测触发的GW亚阈值搜索时，我们预测的GW+GRB即时发射探测率增加到更有希望的$0.75^{+1.16}_{-…
2022-08-22 astro-ph.HE gr-qc
Prospect for Detection of Strongly Lensed Multi-messenger Signals of Binary Neutron Star Mergers
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；School of Astronomy and Space Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文学与空间科学学院）
研究双中子星合并多信使信号的引力透镜效应，通过估算探测率及考虑不同策略，发现未来伽马射线望远镜对透镜化短伽马射线暴探测率低，已知透镜定点策略对微弱千新星等有灵敏度提升，近红外设施可探测透镜化千新星且X射线观测可能探测到一定数量透镜化余辉。
2026-07-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Kick & spin: new probes for multi-messenger black-hole mergers in AGNs
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Instituto Galego de Física de Altas Enerxías, Universidade de Santiago de Compostela（加利西亚高等物理研究所，圣地亚哥-德孔波斯特拉大学）
该研究提出了一种统计框架，通过分析GW-EM关联的证据轴，约束活动星系核中黑洞并合的喷射和自转特性。
2025-12-09 astro-ph.HE gr-qc
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
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
Multi-Messenger Constraints on Magnetic Fields in Merging Black Hole-Neutron Star Binaries
LIGO-Virgo-KAGRA合作组最近探测到来自黑洞-中子星（BHNS）双星系统GW 200105和GW 200115合并的引力波（GW）。未检测到符合的电磁（EM）对应物。虽然在这两个系统的质量比和BH自旋不足以潮汐中断的BH事件视界外的NS，其他的，电磁辐射的磁层机制存在于这个制度，并敏感地依赖于NS的磁场强度。结合GW的测量与EM通量上限，我们把上限的NS表面磁场强度以上的磁层发射模型会产生一个可观察到的EM对应。我们考虑由黑洞电池机制供电的火球模型，其中能量以伽马射线的形式输出超过$\lesssim1$ ~秒。Fermi-GBM或INTEGRAL SPI-ACS未检测到的一致性将NS表面磁场限制为$\lesssim10^{15}$ ~G。因此，联合GW检测和EM上限排除了理论上的可能性，即GW 200105和GW 200115中的NS以及GW 190814中的假定NS保留$\gtrsim10^{15}$ ~G偶极磁场直到合并。他们还排除了强磁化磁星快速与BH合并的形成场景。我们也可以排除BH电池供电的火球机制在这些系统中的操作。这是BHNS系统中NS磁场的第一个多信使约束，也是NS演化中探测场的一种新方法。这表明了约束力，BHNS合并的多信使分析BHNS形成的情况下，在NS的磁场演化，和BHNS磁层相互作用的物理。
2021-12-03 astro-ph.HE gr-qc
Improving low-latency multi-messenger follow-up of neutron star-black hole mergers with mode-by-mode filtering
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；The University of Chicago（芝加哥大学）；Institute for Advanced Study（高等研究院）
针对中子星-黑洞并合，提出逐模式滤波方法，利用高阶模式信息以低计算成本改进光度距离、倾角等参数估计，提升电磁对应体探测和宿主星系关联能力。
2026-06-17 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Large Eddy Simulations of Magnetized Mergers of Neutron Stars with Neutrinos
中子星合并是非常剧烈的事件，涉及极端的物理过程：动态、强场引力、大磁场、非常热、致密的物质和大量中微子的产生。对这样一个系统及其相关的多信使信号（如引力波、短伽马射线暴和千诺瓦）的精确建模需要包括所有这些过程，并且随着多信使天文学的普遍进步，特别是引力波天文学的进步（如第三代探测器的发展），这一点越来越重要。几个广义相对论的代码已经纳入了不同程度的现实主义这些元素。在这里，我们扩展我们的代码MHDuet，它可以执行磁流体力学的大涡模拟，以帮助捕获合并过程中的磁场放大，并允许现实的状态方程和中微子冷却通过泄漏计划。我们进行了几次测试，涉及孤立和二元中子星证明代码的准确性。
2022-05-06 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
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
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
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
Potential Gravitational-wave and Gamma-ray Multi-messenger Candidate from Oct. 30, 2015
我们提出了一个搜索的双中子星合并，产生引力波在先进的LIGO和伽马射线发射的第一次观测运行期间看到的\textit{Swift} -BAT或费米-GBM，类似于GW 170817和GRB 170817 A。我们介绍了一种新的方法，使用组合排名统计检测源，不产生显着的引力波或伽马射线暴的候选人单独。这种搜索的当前版本可以增加70%的联合引力波和伽马射线信号的检测。我们发现LIGO和Fermi-GBM观测到的一个可能的候选者，1-OGC 151030，误报率为13年1次。如果是天体物理学的，这个候选者将对应于在$187^{+99}_{-87}\,$ Mpc处的合并，源帧啁啾质量为$1.30^{+0.02}_{-0.03}\,\mathrm{M}_{\odot}$。如果我们假设\textit{Fermi} -GBM观察到的视角必须是$<30^{\circ}$，我们对距离的估计将变为$224^{+88}_{-78}\,$ Mpc。通过比较双中子星合并的速度和我们搜索估计的误报率，我们估计这个候选者有四分之一的机会是天体物理起源的。
2019-06-07 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
Multi-messenger constraints on LIGO/Virgo/KAGRA gravitational wave binary black holes merging in AGN disks
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；University of Toronto（多伦多大学）
研究通过统计方法分析引力波双黑洞合并与AGN盘耀斑的关联性，发现AGN盘中可能产生电磁对应物的BBH合并比例较低，强调需进一步区分耀斑来源以优化后续观测资源。
2026-03-02 astro-ph.GA 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
Post-Merger Gravitational-Wave Uncertainties of Binary Neutron Stars under Multi-Messenger EOS Constraints
Key Laboratory of Dark Matter and Space Astronomy, Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Science（暗物质与空间天文重点实验室，中国科学院紫金山天文台）；RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS), RIKEN（理化学研究所跨学科理论与数学科学中心（iTHEMS））；International College and Graduate School of Science, The University of Osaka（大阪大学国际理工学部研究生院）
利用多信使约束的状态方程，通过数值模拟量化双中子星并合后主导频率f_{2,mean}的残差，发现其仅约100 Hz，远小于未约束状态方程的范围，并验证了准普适关系。
2026-08-03 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Perspectives for multi-messenger astronomy with the next generation of gravitational-wave detectors and high-energy satellites
爱因斯坦望远镜（ET）将为多信使天体物理学的未来带来一场革命。为了探测高红移的中子星并合双星，高能观测将起到至关重要的作用。在这里，我们探讨ET的观点，作为一个单一的天文台和网络的引力波（GW）探测器，协同未来的$γ$射线和X射线卫星。我们预测的高能量发射的BNS合并和它的可探测性的理论框架，这是能够重现的属性，目前的样本观测到的短伽玛暴（SGRB）。我们估计联合GW和高能量的检测率的即时和余辉排放，测试仪器和观测策略的几种组合。我们发现，绝大多数在$γ$射线中检测到的SGRB将具有可检测的GW对应物;考虑到第三代GW观测站的网络，联合检测效率接近$100\%$。如果通过宽场X射线监视器观察GW仪器提供的天空定位，则识别BNS合并的电磁对应物的概率显着提高。我们强调，未来X射线天文台的作用对于探测喷流核心外的微弱发射将是非常关键的，这将使我们能够探测附近宇宙中尚未探索的低光度SGRB种群，以及揭示喷流结构的性质以及与祖属性的联系。
2022-07-03 astro-ph.HE gr-qc
Multi-messenger and multi-physics Bayesian inference for GW170817 binary neutron star merger
潮汐形变概率分布提取的GW 170817单独，或包括多信使信息，面临天体物理和核物理的额外约束内的半不可知论方法的致密物质状态方程。我们使用贝叶斯统计结合在一起的低密度核物理数据，如从头计算预测的基础上$χ$ EFT相互作用或isoscope巨共振，和天体物理约束的中子星，如中子星的最大质量或概率密度函数的潮汐变形$\tildeΛ$从GW 170817事件。后验概率分布函数在几个核经验参数（$L_\textrm{sym}$，$K_\textrm{sym}$，$Q_\textrm{sat}$和$Q_\textrm{sym}$），以及观测量，如$1.4M_\odot$半径$R_{1.4}$和压力的两倍饱和密度$P(2n_\textrm{sat})$上被边缘化。进一步分析了$L_\textrm{sym}$与$K_\textrm{sym}$、$K_\textrm{sat}$与$Q_\textrm{sat}$之间的相关性。张力之间的后验：第一个是本地化的潮汐变形概率分布本身，这取决于是否包括多信使分析，第二个是观测数据和核物理输入之间。这些张力影响了质心相差2-3 $σ$的$L_\textrm{sym}$、$K_\textrm{sym}$和$R_{1.4}$的预测。核状态方程的影响进行了讨论。
2020-07-30 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
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 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
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
Finding Black Holes: an Unconventional Multi-messenger
针对黑洞物理学中黑洞定位的难题，本文综述了利用多信使引力透镜效应匹配透镜化星系宿主与引力波性质来识别黑洞并合宿主的最新研究，并介绍了通过引力波及其电磁亮宿主透镜效应定位双黑洞及宿主星系的在研工作。
2024-06-20 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
Using gravitational waves and multi-messenger Astronomy to reverse-engineer the properties of galactic nuclei
本文综述利用AGN盘中BBH并合的引力波与电磁多信使特征，从质量谱、自旋和红移率等约束逆向推断AGN盘及核星团性质。
2025-06-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
The role of core-collapse physics in the observability of black-hole neutron-star mergers as multi-messenger sources
最近详细的1D核心坍缩模拟带来了关于大质量恒星最终命运的新见解，这与常用的参数处方形成对比。在这项工作中，我们探讨了这些结果的影响，形成合并黑洞（BH）-中子星（NS）的双星，如候选事件GW190426_152155在GWTC-2报告。此外，我们调查的影响，出生踢和NS的半径上的合成这样的系统和潜在的电磁同行与他们联系。基于详细的堆芯坍塌模拟的合成模型导致BH-NS系统的合并检测率增加（$\sim 2.3$年$^{-1}$），比“标准”参数处方的预测大5至10倍。这主要是由于通过直接坍缩形成了低质量的BH，因此没有出生踢，这是详细模拟的结果。在观测到的系统中，将产生电磁对应物的比例，与详细的超新星引擎，范围从$2$ - $25$ %，取决于NS状态方程的不确定性。值得注意的是，在大多数有电磁对应物的合并系统中，NS是第一个出生的致密物体，只要NS的半径是$\lesssim 12\,\mathrm{km}$。此外，核心塌陷模型预测形成的低质量黑洞与可忽略的出生踢增加的检测率GW190426_152155类似事件的$\sim 0.6 \, $年$^{-1}$ ;与电磁对应物$\leq 10$ %的相关概率为所有超新星引擎。然而，增加直接坍缩低质量黑洞的产生也增加了二元黑洞的合成，过度预测了它们测量的局部合并密度率。在所有情况下，基于详细的核心崩溃模拟的模型预测BH-NS与二元BH合并率…
2020-12-03 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Multi-messenger astronomy in the new physics modality with GPS constellation
本文探索利用GPS卫星原子钟网络探测黑洞并合产生的奇异低质量场（ELF），以LIGO引力波为触发，在GW170817事件中发现时钟噪声过量，可能源于太阳电子通量增加。
2023-12-20 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Expanding Horizons - Transforming Astronomy in the 2040s Time-Domain Multi-Messenger Astronomy in the 2040s: EM Follow-up of LGWA Sources
European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；INAF-Observatory of Rome（意大利国家天体物理研究所罗马天文台）；INAF-Observatory of Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；INGV-Catania（意大利国家地球物理学和火山学研究院卡塔尼亚分部）；INAF-Observatory of Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）；INAF-Observatory of Abruzzo（意大利国家天体物理研究所阿布鲁佐天文台）；INAF-Bologna（意大利国家天体物理研究所博洛尼亚分部）；Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）；INGV-Bologna（意大利国家地球物理学和火山学研究院博洛尼亚分部）；University of Camerino（卡梅里诺大学）
LGWA概念通过预测性电磁后随访改变致密双星研究，推动2040年代多信使天文学发展。
2025-12-18 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Numerical Simulations of Dark Matter Admixed Neutron Star Binaries
对致密双星合并的多信使观测提供了一种新的方法来限制可能在中子星内部和周围积聚的暗物质的性质。在这篇文章中，我们扩展了我们的数值相对论代码BAM的基础设施，使模拟的中子星，包含一个额外的镜像暗物质组件。我们进行单星测试，以验证我们的代码和第一个二元中子星这种模拟。我们发现，暗物质的存在减少了合并残余物的寿命，有利于迅速坍缩成黑洞。此外，我们发现在合并时间相同的总质量和质量比，但不同数量的暗物质的系统的差异。最后，我们发现，混合有暗物质的中子星合并产生的电磁信号不太可能像它们的暗物质自由对应物那样明亮。鉴于多信使设施的灵敏度越来越高，我们的分析为如何探测暗物质的存在提供了一个新的视角。
2022-06-22 astro-ph.HE gr-qc
